CN1041568C - 混合分辨率n维客体空间的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于生成N维客体空间的混合分辨率的逻辑表达的装置和方法，表达可用可视形象显现。使用者规定一组属性，用本发明装置或方法产生框架和框架数据，进而生成目标描述符，进而生成维度—空间位点。进而生成分辨率—空间位点，进而产生位点的目标选取符，进而产生虚拟图象或该虚拟图象的某一区域。

Description

混合分辨率N维客体空间的方法和装置
本发明涉及到一种装置和一个方法，它们通过对于逻辑的目标描述符或被感知的物理现象的变换以生成混合分辨率的N维客体空间，本发明还涉及到通过将一个用比特(bit)交织的目标描述符投映到一个平面上从而使混合分辨率N维客体空间得以用可视的形象显示出来的装置和方法。本发明尤其涉及到用一种新颖的K元反射码对空间位点进行编码的装置和方法。
在微电子学与计算机国际联合会(Microclectronics &Computer Consortium MCC)的关于可视化(形象化)方法的研究方向的综述报告中，抽象的可视化领域被概括为将逻辑的客体关系转到可视空间中的一种映射，″以使得从可视的表达形象中得出的推论可以被带回到抽象的领域中去″。正为这里所描述的，抽象的可视化也意味可感知的物理现象到逻辑空间中的映射，例如，在考察高维多变化数据的应用中，″具体事物的形象化不如抽象体的形象化那么重要。在这类应用中″问题的关键在于表达什么和如何表达，至于象照相一样忠实地表现法则并不那么重要。″
一类重要的关于抽象的形象化问题在本质具有非计算性的解。进一步而言，对一个合适的解来说，对一个特殊结果的解释和这一结果本身是同样重要。在理想的情况下，用于解决这一类问题的方法也应当可以用来实现解决问题过程本身的抽象的形象化。关于布尔(Boolean)函数的简化表达式即是这一类问题的一个众所周知的范例。
早期的通过设计一个机制化过程以改进电路设计的方法包括一种由哈佛大学计算实验室开发的图表法(ChartMethod)，这一方法在由H．H．艾肯编著的名为《电子计算与控制电路的综合》(Sythesis of Electronic Computingand Control Circuits)(哈佛大学出版社，1951)的书中有记述。在题为″继电和接触电路的代数学概图″(Sketch foran Algebra for Relay and Contact Circuits)一文中，蒙哥马利提出了一种用于减少逻辑方程数目的图解法。E．W．维奇在″用于简化真值函数的一种图表法″(A chart Meth-od for Simplifying Truth Functions)(计算设备联合汇刊，Richard Rimbach协会，匹兹堡，1952，第127-133页)，一文中发展了蒙哥马利的方法，此后，莫里斯·卡诺在″组合逻辑电路的综合的图法(The Map Method of Sythesisof Combinational Logic Circuits)″(AIEE会刊，第72卷第1分册，1953年11月，第593-599页)一文中又进一步发展和扩充了该方法。
卡诺描述了一种在可视空间中绘制电路的输入的抽象表达式的图形的方法。卡诺图，通常称之为K-图，是一种为人熟知的基于双值布尔(Boolean)代数基础上的逻辑表达的形象化技术。表示电路输入的项(Entries)对应于K-图中的一个位点，这一位点由对应于二进制n-空间中的点的码的形象化导出。这一K-图是画在直角座标平面上的这一空间的二维表达，直角坐标系的两个座标轴分别表示一个二进制格雷(Gray)码。对于这一逻辑表达的形象化表示的推演得以导致规范表达式的化简。
对于所有格雷码都适用的人所熟知的特点是顺序的码字之间的区别仅为一个量化间隔，也就是说，在二进制格雷码的情况下，仅为一个比特位之差。如果格雷码的第一个和最后一个码字仅差一个量化间隔的话，这一格雷码则被称为循环码。不然的话，该码便描述了一个路径。每一个二进制格雷码中的顺序的码字均可被表示为变化着的比特位。给定一个初始码字和一个过渡顺序，便可以产生完整的码字组。美国专利局授予弗兰克·格雷的第2632058号专利给出了二进制反射码的基本形式和次变化形式之间的区别：
由于这种码在其基本的形式上可以由常规的二进制码通过一种反射过程来组成，并且由于其它形式的这种码可以依次由其基本形式以类似方式来组成，这里所考虑的这种尚未被赋予名称的码，在这份说明书和权利要求书中被命名为″二进制反射码″。
对于某些特殊的应用来说，这种二进制反射码的某些形式具有同其它形式相比的独具的优点。
图1A至1E图示了克莱尔在″用状态机设计逻辑系统(Designing Logic System Using State Machine)″″(McGraw-Hill出版社，纽约，1973年，第14-15页)一书中描述了将二进制三维立体展开为平面K-图的已有方法。
图2是关于将二进制n维体表示在K-图上的现有技术。K-图200表示O维体，K-图201表示一个一维体，K-图202表示一个二维体，K-图203也表示一个二维体，K-图204表示一个三维体，K-图205表示一个四维体。二维体的K-图202和203是二变元K-图的不同表达，关于这一点在前面提及的卡诺的那篇文章已经介绍过了。这些可以彼此替代的空间表达彼此不相一致。不仅如此，区域标识A206，B207和C208在图2中的三维体K-图204上的设置方式与二维K-图202上的区域标识装置方式也是不一致的。
图3A显示了四变元以二进制格雷码对座标轴进行标度来编码的卡诺图。图3A上第300单元对应于图3B上的栅格单元。图3B的标记方法是图3A的标记法的一种简化。图3B中的栅格单元301是借助于区域标识302来辩别的，在图3B中，位于特定区域302之中的栅格单元301在相应于图3A的图单元300上的比特位上具有逻辑值1。
图4A至4B是关于用K-图来使二进制五维体和二进制六维体形象化的现有技术。在前面引述的文献中，克莱尔给出了五维体图400和六维体402，其中401的右侧是其左侧的复制，而403以下的部分则是由将其上部复制转移而来的。
图5所示卡诺提出的一个装置，用于使六变元的网络综合形象化：
(三维立体)…由四个六英尺的有机玻璃片组成，每个有机玻璃片之间由1．5英寸的柱子支撑。…在使用时，我们采用可移动的标记，…。向七个变元的扩展的最好的办法大概是将两个这样的立体并排摆列。…八变元可用四个这样的立体来处理，九变元则需要八个立体。在后一情况下，用两层每层四个立体的方法更为方便一些。超过九个变元，一般来说，对其进行综合所需的智力锻练是难以想像的。
在文献中，对四个变元以上的问题使用K-图被认为是困难的。因此，K-图的应用往往局限于引入关于逻辑电路及其综合的这方面的概念。J．P．罗思写的一篇题为″开关系统的综合Ⅰ″一文(美国数学学会汇刊，第88卷第2册，一九五八年七月，第301至327页)描述了一种被称为立体符号的关于布尔函数的另一种拓朴表达法。尽管在布尔函数的机理方面，罗思的方法相对于卡诺来说是一种改进，然而多变元问题的形象化(可视化)仍然未能解决。
刘和傅写的题为″胞元图(cellwork)，它的网络对偶和一些应用--三维卡诺图及其可视平面表达″一文(《信息科学》第24卷一九八一年，第93至109页)是关于把K-图法推广到其它领域的各种努力的代表作。从网络的观点出发，三维K-图的″可视的平面表达″被用来研究--胞元图(Cellwork)的拓扑学。其它一些关于抽象的形象化方法包括对高维多变元函的成图，引入了一种关于多变元函数的二维观点。在帕特里克等人所写的″将多维空间映射到一维用于计算机输出显示″(IEEE计算机学汇刊第C-17卷第十册，1968年第949页)一文描述了下列问题：
考虑关于在计算机的输出显示器上显示一个[n]实变量的实值函数(X，X…，X[n])的问题。…如果[n]=1，那么如何对f(x[n])进行处理以及能在二维屏幕上显示的方法是十分清楚的；但若[n]＞1，则所需的处理方法使不再是显而易见的了。
帕特里克的方法是用二维的观点来显示n＞1的N维函数，即当函数f有限时(也就是说可以被统计地预先确定时)建立起N维域之间的一一对应关系。
以上引述的已有方法主要涉及到逻辑客体的形象表达问题；然而，已有的技术还包括关于可视的客体的逻辑表达方法。斯瑞哈瑞在他的题为″三维图象的表示″一文中(《计算大观》第13卷第4册，1981年12月，第401和405页)描述了一种用于分割一个体的对称递归索引法：
通过辐射能量的形式来感知客体产生的图象，可算是一个例子，…它们在本质上是连续的。对于三维图象的计算机表达需要对这个体进行抽样以获取一组离散值，…一个立体的空间被进一步分割为八个同样体积的子体。每一个这样的八分之一体要么是均匀的(例如，一致的收缩)要么便具有某种非均匀性。不均匀的八分之一子体被进一步分为亚八分之一子体。这一过程不断重复直到我们获得若干个特性均匀的小体。(或许一直分到单个体元)。
其它一些已有的方法寻求对于客体关系的可视表达和逻辑表达的控制。美国专利局授予休伯题为″三维客体在二维空间中的图像表示的装置和方法″的第4721952号专利描述了一种在数控机床的屏幕上的物体的透视表达法。物体被分解为一系列的段(薄片)，这些片段被依序表示以产生对于该物体的可视图像。休伯的发明宣布对下述情况做出了改进。
用于表达三维物体如一个工体(workpiece)的显示设备的控制方法，这里所谓的表达是基于存储于计算设备如计算机中的数据和命令。
随着机械和工艺操作的日益专门化，需要有可以适应于不可预见的应用的需要或进一步要求的控制器。费德里克和韦伯斯特题为″虚拟机械控制″的美轩第4475156号专利中指出″以完全用硬件来实现的控制器来提供这些功能往往是难以做到的，不灵活的，和昂贵的。″已有的控制技术的问题包括缺乏适当的可调节性(Modularity)以及在硬件中缺乏足够的机制以支持适当的可调节性。其它一些已有的控制技术在使用时需要对关于控制核心的操作的详尽的了解。现有控制器的进一步的缺点在于普遍地缺乏实现特殊目的适当的机制。
希思在″超立体：一个教师的综述(The Hypercube：ATutorical Overview)″一文中(《超立体微处理器1986》SIAM，费城，1986年，第7至10页)指出：
…在一个超立体中(亦可变通地被称为二进N制维体，宇宙立体[Cosmic Cube]，各向同性整体机，等…)2N个处理器被二进制整数(即长度为N的比特串)从0到2n-1顺序地赋号(或贴标签)。每一个处理器同所有那些在其二进标签上仅与它自身的标签号相差一个比特的处理器连接在一起。从拓扑的角度看来，这种安排使处理器均被放置在N维体的顶点上。事实上，实际的处理器的排布是在卡架(Card Cage)上的线性排列或是在印刷板上的平面排布；体的连接由导线，导电层或背板来实现。
图6A至6D是关于一个按照已有的N维体反迭法进行编码的二进制六维体的示意图。塞茨在″[宇宙立体(TheCosmic Cube)″(ACM通信第28卷第1册，1985年1月，第22页)一文描述了64个计算机″由一个按照二进制六维体图构成的网络中由通讯信道连接在一起。″图6A所示的互连模式与塞茨所用的类似。图6B中的每一个节点均由弧线同其它六点连接在一起。
图10A至10B表示一个被称之为二进制四维体的四维超立体。图10A中的每一个元素均表示为节点1000。图10A的维度均由连接节点1000的连线1001来表示。二进制四维体被分割1004(如图10B)分为二个子空间：子空间OCBA 1002和子空间1CBA 1003。
用连接线的线性排布可以生成任意维数的超立体(图2)。每一个高一维的体均可由反迭一个比其低一维的体并连接所有相应的节点而获得。由相应于已有的二维递归索引法的这种超立体互连图中产生的节点名，与前面叙及的斯瑞哈瑞的文章中所述的方法类似。递归索引法由实践者在不同的领域中独立地发明了。然而，递归索引法却不可以被推广到广义的N维分辨率的场合，在那里每一维度的分辨率可以是不同的。在现有的文献中，一个超立体，当它由递归索引法映射到一个平面上时，无一例外地是被当作为二进N制维体。可是，这种二进制空间的分割过程，实际上描述了一个K元二维体，也就是说，一个每一维度具有K／2比特分辨率的二维空间，它的每一个元素均以二进N制维体的形式彼此连接在一起。这样一种拓扑上的模糊性妨碍了高阶N维空间的机械的形象化。
马里哈夫和安德森在他们的题为″H图：逻辑设计的图解法″(IEEE计算机学汇刊第C-20卷第20册，一九七一年十月，第1192至1196页)的文章中介绍了一种几何方法，这一方法试图以形象表达来帮助对于二进制函数的分析。他们的方法的基础是把超立体的座标转换到平面上去的几何变换。这种将超立体座标变换到平面上去从而实现对超立体座标的形象化的H图方法是不能被扩展到广义的N维空间的，因为广义N维空间中的每一维度可以具有不同的分辨率。西乌诺特在一篇题为″模拟电路样品的动态配置结构″(第五篇MIT会议论文集，VLSI的新进展，1988年，MIT，第248页)的论文中提出了一种二进制H树分层互连结构以用来将树叶元素和交叉连接开关物理地放置在一个栅格中的方法，这一栅格带有并行的解码器，这些解码器作为层次解码器的简单的替代物排布在芯片的周围。西乌诺特还把间接元素名(开关地址)的变换表述成为。″…由嵌入的汇编器实现的平面笛卡儿的座标同分层互连矩阵座标之间的映射。
色度计量是一种感知的科学，它研究并力图量化人的视觉系统感知色彩的能力。这种对于色感的研究导出了各式各样的彩色表示系统，其目的都力图减少由于主观的选择和再现彩色所带来的问题。在与计算机有关的信息显示方面，有六种彩色体系是常用的，它们是：孟塞尔彩色体系，HSV六角锥，HSL双重六角锥，HSL双锥，HSL园锥，以及RGB彩色立方体。
孟塞尔彩色体系在迈那和格林伯格写的一篇题为″计算机图形学的感知彩色空间″的文章(计算机图形学，第十四卷第三册，1980年，第254至261页)中有关电视显示器中的彩色再现这一题目时，被描述为：
决定哪一个孟塞尔系统标定的色彩在显示器上可以被再现是困难的，因为显示器和孟塞尔彩色域(可以实现的色彩范围)具有不规则的形状，而且它们之间的交叠没有适当的定义。
A．R史密斯在″色彩域变换对″(ACM计算机图形学[SIGGRRAPH 78]，第十二卷第三册，第12至19页)一文中描述了HSV(色调，饱合度和亮度值)六角锥彩色体系。这种彩色体系采用一个从黑到白的中性轴。在白色点上是一个六方体，其顶点表示在色彩立体的顶点上的颜色。
D．F．罗杰斯在他著的《计算机图形学的程序元素》一书(NcGraw-Hill，纽约，1985年，第403至404页)中描述了HSL(色调，饱合和亮度)双重六角锥体色彩系。这种色彩体系同HSV六角锥体色彩系类似，区别仅仅在于其饱和色彩均位于亮度为0．5处而不是处于白色的亮度位置1．0。
乔布诺夫和格林伯格在他们的题为″计算机图形学的彩色空间″一文(ACM计算机图学[SIG GRAPH 78]，第十二卷第三册，第20至25页)中描述了HSL双重六角锥彩色体系的一个变化的形式，即所谓HSL双锥，其横截面是圆而不是六方形。乔布诺夫和格林伯格在同一篇文章中还描述了HSL柱形彩色体系，这种色彩体系把双锥体系中的底和顶均扩展为黑色和白色的园。
以上所述的各种彩色表示法都使用辐射座标系的一些变量，以计算特定的色彩在其各自的彩色空间中的敏感度位置。迈那和格林伯格在前述的那篇文章中做了下述观察：
…任何一种采用柱座标的彩色体系的孟塞尔色彩登记簿(Monsell Book of Color)都有一个固有的问题，即不同色彩之间的间距是随着两个射线从柱心向外方面的变化而变化的。…所要求的是定义一种色彩体系，在这种色彩体系中，所有的色彩都以一个相同的可感知的间隔彼此区别开来。例如，这一体系的灰度标尺应该能提供一个平滑的从黑色到白色的过渡，…这样一种理想的体系目前还未找到。
RGB彩色立方体把红、绿和兰这三种显示器的基色表示为彼此正交的轴。在显示器上可以显示的色彩位于从(0，0，0)到(1，1，1)的立方体之内。在文献中，这一色彩立方体被称为″天然″的座标系，因为这三种色彩分量是以与三维几何相同的方式被映射在正交座标系上的。
在计算机图形学中采用的色彩表示法是同彩色再现设备以及色彩选择方法紧密联系在一起的。均匀的彩色间隔可以用来确定在哪一个分辨率等级上对色彩信息进行编码。例如，二维的数据绘图就需要均匀的彩色间隔以选择色彩标度。在上述的所有现有的色彩体系中，用来导出色彩间隔的色素域一般来说比彩色显示器的色素域要小而且不规则。按照前面引述过的迈那和格林伯格的文章(第260页)，″…这使得找到一个色彩标度以适合最鲜明的显示器色彩成为十分困难的事情。″
理查德·珀兹，在他的名为《电子显示器件》一书(TAB专业和参考丛书，Blue Ridge Summit，PA，1988年，第69至129页)中给出了关于CRT电子显示技术的详尽的描述。例如，在CRT上所能产生的色彩数目取决于每一个磷光体(当被电子轰击时发光的化合物)上可以得到的灰度等级。如果电子枪能够被分为四个等级(2比特)，其能产生的调色板使有64种色彩。目前已有的某些系统可以从每支电子枪上得到1024个灰度等级(10比特)。然而，更为普遍的是每个电子枪具有256个(8比特)灰色等级的系统。这样的系统能产生拥有一千六百万个以上的不同组合的调色板。人的眼睛不能鉴别颜色的微小变化，因而可视的调色板的色彩要少得多。杰拉里德·默奇在《色彩和计算机》一书(学术出版社，波士顿，1987年)中的″色彩的显示和色彩的科学″(第13页)一章中的″描述系统的可视显示″一节中介绍了如下的观察结果：
…在理想条件下，大约三百万个可鉴别的色彩全部都可以在可视的显示中产生出来；这里是指那些当彼此相邻地放置时可以被互相区别开来的色彩。而当要求在不同屏幕区域上立即分辨出不同的颜色时，调色板的色彩数目便收缩到大约7000种了。……对于加色混色的颜色来说，饱合度的可以获得的等级数可以通过增加基色的数目得以增加……。彩色电视工业曾试验过四或五基色。最后的结论是，在色彩方面的改进不能抵偿制造这种接收机所增加的费用。可视显示也效法彩电。
在题为″光调制器件″的美国第4887878号专利中，罗宾森和桑福德指出：″为了在光波上携带信息，这种光波的某些特性需要按照信息的内容和所采用编码体系来调制或改变。″在现有技术中，为人熟知的器件依赖于各式各样的材料的光-电、热-光或声-光特性，以使电磁载波被调制到光谱之中。
色彩的区别需要耦合器，如图七所示，这是光耦合器对于波长是敏感的，因此，光700可以被导向到702至706这些不同的路径上去。衍射格栅701用来散布来自输入光纤700的一个光谱并将该谱中的特定波长的光聚焦到线阵702-706的光纤之中。相反地，若倒转输入与输出的话，格栅701而将把五个波长702-706的光组合成一束输出光到光纤700上去。
在S．帕克等人所编的《光源》一书(Mcgraw-Hill，纽约，1988年，第287至281页)中的″集成光学″一文中，斯特赖夫描述了在平面波导中的光的传输。这种传输是基于″……介质结构将传播着的光约束在一或两个很小的尺度所构成的区域之中，这里的所谓很小的尺度是与光的波长相当的。″图8显示了现有的棱镜输入耦合800和格栅输出耦合803，通过它们一个外部的光束801被耦合到薄膜波导802上再被输出。倒换入射光801和出射光804的方向，则棱镜800和格栅801耦合器所起的作用也就被调换了。斯特赖夫进一步描述了光集成电路(OIC)的开关和调制的应用：
锂化铌和砷化镓都属于电光活性晶体族。当一电场作用于这些材料时，它们的折射率将被改变。……如果适当地设计波导结构，在电极上施加一定的小电压将使光从一个波导向与其相邻的波导以很高效率进行转移而只在原先的波导中剩下很少的残留功率。
图9示出了一个已有的4乘4定向耦合器开关网络，其中四个输入光信号900中的每一个都可以被开关转换到四个输出口904中的任意一个上去。沉积在石英基板902的表面上的导电电板平行于两个紧密相间的波导903。这样一个光集成电路可用于通过光纤连接四个计算机。开关实际上就是调制器。已有的调制技术是一个将信息在光波上编码的方法。按照斯特赖夫在上面引述的文献中所说的，″……以一种接收者可以理解的方式简单地切断和连通一个光波即可实现脉冲调制。与在开关电极上的电信号相对应，将光转入或转出一个波导，则输出的光波是被调制了的。这就是说，开关起到了调制器的作用。″
因此，以上的关于现有技术的讨论已经反映了关于混合分辨率N维客体和空间的表达方法上的典型问题。人们一直在寻求解决这一问题的方法。
本发明的一个目的是使混合分辨率N维客体空间的生成机械化。这一混合分辨率N维客体空间与具有大量变元的复杂问题相关联，这里的变元数目是不受方法的限制的。
本发明的另一个目的产生一个内容可寻址的客体空间。
本发明的又一个目的是形成、解释和操作一种新颖形式的格雷反射码，这种码被称为K元格雷反射码。
本发明的一个进一步的目的是逻辑地表达被感知的物理现象。
本发明的一个附带的目的是用某种装置来形象地表现混合分辨率的N维客体空间，这一空间是同带有大量变元的复杂问题联系在一起的，其变元的数量是不受方法限制的。
本发明的另一个目的是形象地表示逻辑客体为逻辑色彩的规定和色彩的视觉感受。
本发明的一个进一步的目的是实现对于一个或多个客体空间的大量的视域的一致的控制。
本发明的一个更进一步的目的是一个装置，所描述的这一装置是模块化的目标描述系统的核心。
本发明的一个目的是实现对于逻辑表达和在客体空间中的目标描述的可视表达的动态控制。
本发明的另一个目的是对在客体空间中的大量过渡路径的一致的控制。
本发明的一个目的是对在客体空间中的大量的元素关系的一致控制。
本发明的一个进一步的目的是对于客体空间的大量的区域一致的控制。
本发明的一个附带的目的是对大量的客体空间的一致的控制。
本发明的一个目的是控制各种设备如处理器和存储器以及有关的处理器。
本发明的另一个目的是控制各式各样的处理方法，如光的调制和解调。
表示很简单的目标描述的客体空间可以用手工产生，在少数情况下，也可以凭脑子想象出来。然而，真实的系统的描述空间很快就超出了脑力想象和手工制作所能做到的极限范围。所以，本发明的直观的具体体现是一个装置，这一装置是一个部分虚拟机械(part virtual machine)，它具有适当的应用的独立性和设备的透明度。
根据本发明，提出了一种使用计算设备如计算机来产生和形象地表现混合分辨率N维客体空间的方法，关于这一点将在此文中具体的描述。这种计算设备可以是一种包括了多种手段的设备，它们是存储数据和指令的装置，根据存储的数据和指令以及对应于所存储的数据和指令的用于生成N维客体空问的虚拟象的显示逻辑，和产生关于N维客体空间的逻辑表示的装置，显示虚拟象的可视表达的显示装置。
在由使用者规定属性的场合，过程由使用者向计算设备输入这些属性开始，然后计算设备根据这些属性产生一个关于N维客体空间的框架。接着，框架的比特(bits ofthe frame)被交织以产生一个目标描述符。根据框架和目标描述符，计算设备产生出关于N维客体空间的维--空间位点。计算设备还产生目标选取符，这种目标选取符对应于在N维客体空间中每一维一空位点的交织的框架数据。根据维--空间位置和目标选取符，计算设备产生出一个N维客体空间的虚拟像。一个使用者或应用过程选择该虚拟像中的一个区域。这一过程还可进一步将N维客体空间的虚拟像中被选出的区域利用显示手段显示在显示器上。
这一过程还包括根据框架和目标描述符由计算设备产生关于一个混合分辨率N维客体空间每一维度分辨率等级的分辨率--空间位点。接着，由对应于分辨率N维客体空间的每一分辨率--空间位点的框架数据产生目标选取符。由分辨率--空间位点和维度--空间位点产生出一个N维客体空间的虚拟像。一个使用者或应用过程选择这一虚拟像的一个区域。这一过程还可进一步由计算设备将所选出的混合分辨率N维客体空间的虚拟像的区域利用显示装置显示在显示器上。
本发明亦被体现为一种用于产生和使混合分辨率N维客体空间形象化的装置。在由使用者描述目标的场合，使用者规定一组特定的属性，这些属性定义维度和分辨率等级。在由应用过程描述目标的场合，应用过程规定一组特定的属性，这些属性定义维度和分辨率等级。在感知的物理现象的场合，例如电磁信号，本发明的装置把模拟信号转变为数字的形式，这些数字规定了一组特定的属性，这些属性定义维度和分辨率等级。
这一装置包含从N维客体空间的特定属性产生出一个框架的装置。交织比特的装置产生出一个目标描述符，这个目标描述符对应于交织的框架数据。利用这个框架和目标描述符，本发明可通过设备产生出N维客体空间的维度--空间位置点。框架数据则被用来产生一个关于N维客体空间中的每一维度--空间位点的目标选取符。维度--空间位点和目标选取符一起被用于产生N维客体空间的一个虚拟像。这个虚拟像的某一区域被选择出来，并由显示手段将其在显示器上显示。
此外，本发明的装置可以包括用框架和目标描述符产生出产关于混合分辨率N维客体空间的每一维度的分辨率等级的分辨率--空间位点的手段。框架和目标描述符被用来产生一个关于混合分辨率N维客体空间的每一分辨率--空间位点的目标选取符。利用分辨率--空间位点和维度--空间位点，即所谓目标选取符，N维客体空间虚拟像便可产生出来，并且还提供了选择这一虚拟象的一个区域的装置。某一特殊客体的框架数据被用来产生一个单独的目标选取符以核定在混合分辨率N维客体空间中的一个特殊的位点。
本发明的一个直观的例子涉及到色彩的感知、色彩的规范和色彩空间。而且还特别地涉及到均匀色彩空间的产生和形象化。根据本发明。将描述一种借助于间接地规定RGB信号电压的手段控制RGB值和在RGB彩色空间形象地表现可感知的色彩的分布的色彩命名方法。
本发明的色彩命名法是这样一种方法，通过它一种特定的色彩感觉被命名编码，其目的不仅是为了均匀的色彩选择而且是为了在电子显示器上重现。用于产生均匀彩色空间的色彩表达体系是以红、绿、兰的加色比例为色彩命名。合成的RGB体系定义了一个三维点(trio)其座标值位于0至1或0％至100％的三基色值之间，色彩的相互关系形成了一个立方体。RGB体系是关于色彩描述问题的一个简单而又直接的方法，这里所谓色彩描述问题包括加色混色的原理。也就是说，使用者直接以电作用的形式规定色彩。在已有技术的描述中引述过的默奇的文献中，讨论了确定加色关系的困难：
……对能理解加色混色的微细区别的人们说来，RGB体系是令人满意的，……甚至对于那些对加色，对色彩在彩色立方体中的位置和适当的规定有清楚的理解的人们来说，要给出三基色中的每个实际值都会遇到困难。例如，设想选择中褐色。最大困难出现在当彩色的色调和亮度均被适当地确定之后而需要改变一下色饱合度的时候。这样的一个改变将需要所有三个值的不成比例的变动。
下面将要描述一种新的在RGB彩色空间中产生、控制和形象地表现可感知色彩的分布的方法。这里要公开的方法的一个基本特点是比特的编码模式，这一模式规定(物理地)RGB信号电压和(逻辑地)在可显示的均匀色彩空间中给一个特定的位点命名。所要公开的方法的另一个特点是由色彩空间的例子直观地解释的逻辑命名方法，这一方法可以推广为一种新的光调制方法。
本发明的进一步的目的和优点的一部分将在以下的描述中给予说明，其它的部分将通过以下的描述或通过对本发明的实施而变得显而易见。
本发明的目的和优点还可以通过在所附的权利要求书中特别指出的手段及其组合来实现和获得。
本发明的说明，描述和最佳实施例中所包含的附图是为帮助解释本发明的原理。
图1A-1E是关于用现有技术将二进制三维体″展开″的图示；
图2是关于用K-图表达N维体的现有技术；
图3A-3B是用现有技术表达的四变元卡诺图；
图4A-4B是用现有技术表达的二进制五维体和二进制六维体；
图5显示了把二进制六维体扩展为可视的高阶空间的现有技术；
图6A-6D是用现有的二维递归索引法对二进制六维体进行编码的图示；
图7显示了现有技术中多波长光束向各个光纤的分配；
图8显示了现有技术中的一个外来光束进入薄膜波导的棱镜输入耦合和格栅输出耦合；
图9显示了现有的4乘4定向耦合开关；
图10A-10B是关于四维超立体的现有技术的图示；
图11A-11C显示了关于产生空间、空间元素联系和将一个二进制四维体映射到平面上的直觉过程；
图12是关于使用者定义属性的流图，它显了本发明的方法；
图13显示了0维体的表示；
图14显示了一维客体空间的表示；
图15显示了二维客体空间的表示；
图16显示了三维客体空间的表示；
图17显示了四维客体空间的表示；
图18显示了五维客体空间的表示；
图19显示了六维客体空间的表示；
图20A-20C是一个K元一维客体空间的图示；
图21A-21B是关于四维客体空间的图示；
图22A-22B是关于混合分辨率四维客体空间的图示，它们是从二进制四维客体空间中导出的；
图23是目标描述过程的功能图；
图24A-24B显示一个客体描述系统中物理模块的框图；
图25显示一个客体描述系统中的功能模块；
图26A-26H显示由4比特框架逻辑模块形成的客体空间配置；
图27A-27C是关于一个八元素RGB色彩空间的图示；
图28A-28C是关于一个六十四元素RGB色彩空间的图示；
图29A-29C显示了具有不同分辨率的三维空间之间的关系；
图30显示了445nm、535nm和630nm控制源的匹配曲线图；
图31A-31C显示了在六十四元素RGB色彩空间中决定每一个基色的光谱强度百分比。
最佳实施例的详细描述
现在将详细地介绍本发明的最佳实施例，附图对于所举的范例给予了直观的说明，其中相同的标注号码表示从不同视角观察的相同元素。
在给定了系统描述的思维过程之后，本发明用一种机制实现了该系统描述的一个新颖的表达方法。目标描述的意义在于它表示或描绘了具有某些物理的或概念的特性的系统。
对于彩色图形学来说，目标可以是一个特定的色感觉，这种色感觉是由如红、绿、兰这样一些属性来表述的，这些属性定义了一个彩色空间。对于光通讯来说，目标可以是一个特殊的相干光源，这个相干光源是由光波分量来描述的，这些光波分量定义了一个信号空间。系统描述的重要的特点是在于实际的描述是从一组可能的描述之中选出来的。本发明是一个普遍适用的装置和方法，被设计用来处理各种可能的问题选择，而不只是针对某个已经被选定的问题，该问题在设计此方法和装置时尚未被解决。
本发明的方法可以逻辑地表达感知的物理现象，也可以形象地表现逻辑客体。在已有技术的描述中提及的大多数已有技术都是力图通过将逻辑客体映射到可视空间来形象地表现问题解决过程的某些方面。
大多数已有技术都假定可视空间是直角空间(笛卡尔空间)，在这个空间中，逻辑客体被映射在实线、平面或立体空间中。因此，一个目标在可视空间中的位点是用几何方法相关于一个或几个座标轴来确定的。本发明同已有技术的方法根本区别在于：本发明的方法和装置定义了一个新颖的客体空间的形式，因而在这一客体空间中目标的位点是逻辑地而不是几何地被确定。在已有技术的描述中提及的其它一方法是通过对它的某些变量的递归索引来形象地表现解决问题过程的某些方面，然而，这样一些已有的技术是用分解一个域的方法来确定位点的。
根据本发明，形成一个客体空间的过程是由目标描述来引导的。目标由一个独特的二进制码名来表示，这个二进制码名直接对应于在本发明的客体空间中的一个位点。本发明首先被描述为一个反射二进制N维客体空间的方法。然后，本发明被描述为反射混合分辨率N维客体空间的广义的方法。本发明的方法导致N个维度的交织。比特交织往往被用于构成数据，以及作为数据表达本身的一个部分。萨梅特在他的名为《空间数据结构的设计和分析》(AddisonWesly出版社，纽约，1989年，第109页)中指出：
……比特交织使得多维点数据的数据库的动态平衡成为可能。它引出了对数插入、清除和查寻算法。然而，它的确还有弱点。它的第一个而且是最严重的弱点是在普通的计算机上比特交织不能高效率地被实现。它的复杂程度取决于在图例或图解(key)中的全部比特数目。
由于对于这里所描述的形象化方法来说二进制码数据的有效的交织是十分重要的，本发明的一个实例将由一个带有虚拟组分的装置来描述。在详细地描述本发明的实施例之前，先定义下列专门术语：
1、客体(目标)：某个真实世界或假想的现象的结构的或行为的表示。
2、目标描述符：一个属性的集合，这些属性描述了表示客体空间的某个特殊客观表达的概要。
3、目标选取符：一个属性值的集合，这些属性值是同在客体空间中定义某一个位点的特定的客观表达的描述符相联系的。
4、客体空间：一个目标描述符的比特交织的表现。
5、客体(目标)名：一个在客体空间中的二进制编码表示。
6、可视空间：映射到平面上的客体名的空间。
7、维度：对应于在客体空间和可视空间中一维的一个目标描述符中的每一个属性。
8、维度分辨率：与一个目标描述符中的每一个属性相联系的值的范围。
9、量化：为一个值域赋予一个逻辑数字码。
10、框架：表示一个目标描述符的格式，其中每一个属性(维度)以“1”及其以后的一些“0”来标记，这些“0”表示分辨率的附加的比特位。
本发明提供了一个用计算设备如计算机来形象地表现N维客体空间的方法。计算设备是一个包括了多种手段的设备，它们是存储数据和指令的装置，根据存储的数据和指令以及用以产生N维客体空间的虚拟象表示的对应于所存储的数据和指令的框架逻辑产生N维客体空间的逻辑表达的装置和用来显示虚拟象的可视表现的显示装置。本方法使用计算设备。
图11A至图11C显示了将混合分辨率四维客体空间反映到平面上去的直觉的过程。图12显示使用者定义属性的情况下的过程流图，这一过程是由将属性输入计算设备开始的(步骤1201)。这些属性是对问题的描述。例如，一个色彩显示具有红、绿、兰三基色的属性。每一个属性对应于问题的一个维度。对于彩色显示来说，三基色中的每一个均可被看作是一个维度，即三个维度之一。下一步(1202)是计算机由使用者定义的属性产生一个关于N维客体空间的框架。这个框架代表一个编了码的属性的描述，这个属性描述是对应于一个具体的问题的。在彩色空间中，每一个对应于某一基色的色调的属性均为表示为在框架中的一个比特串(bitfield)。每一比特串的第一个比特总为逻辑1，而该比特中第一个比特之后的比特均为逻辑0。每一个逻辑0表示分辨率的一个附加的比特位。
作为第一个例子，一个三维的客体间空，它的每一维均有两比特的分辨率，将有一个框架为(0，1，0，1，0，1)。每个1比特表示一个维度，在其前面的0比特表示分辨率的第二个比特位。对于彩色显示来说，三个维度中的每一个有两比特的分辨率就对应于三基色中的每一个有四个强度等级。
作为第二个例子，一个三维的客体空间，它的第一维有三比特的分辨率，第二维有一比特的分辨率、第三维有两比特的分辨率，它的框架为(0，1，0，1，0，1)。对于彩色空间来说，右边的三个比特表示红色属性的分辨率或饱合度的八个等级；中间的比特表示绿色属性的分辨率或饱合度的两个等级；左边两比特表示兰色属性的分辨率或饱合度的四个等级。
作为第三个例子，一个三维客体空间，在其各个维度均有一比特分辨率，其框架为(1，1，1)。从右到左，每一个比特分别代表红色、绿色和兰色属性。框架是一个位置的记号，该记号给出属性的数目和每一属性的分辨率。框架数据是在给定框架之中的每一比特位的值或意义(sense)。
在图12中，框架的比特互相交织(步骤1203)以产生一个目标描述符，对于第一个例子，对框架(0，1，0，1，0，1)的目标描述符是(0，0，0，1，1，1)。对于第二个例子，框架(0，1，1，0，0，1)的目标描述符是(0，0，0，1，1，1)。对于第三个例子，框架(1，1，1)的目标描述符为(1，1，1)计算设备由框架和目标描述符产生N维客体空间的维度--空间位点(步骤1204)。由目标描述符的1比特，计算设备产生维度--空间位点的一个维度。维度--空间位点是与问题的属性相对应的。
图13至19直观地显示了本发明的N维体映射方法。这一方法现在被进一步描述为一个使反射的N维客体空间机制化(mechanize)和形象化的过程，这里N为任意正整数。应当指出的是，图13至19对于n维体的元素配置显示了三种表达。
在图13中的N维体是一个0维客体空间。图13显示出一个维度为0(n=0)的客体空间仅有一个元素，也就是只有一个维度--空间位点。
图14中的二进制一维体被表现为一个一维客体空间，其分辨率为一比特。图14显示了一个维度为1(n=1)的客体空间有两个元素，也就是有两个维度--空间位点。图14中的一维一比特客体空间可以被形象化的表为一个线性域，该线性域包含两个分别被“命名”为逻辑0和逻辑1的元素。图14的线性域是通过一个被命名为“0”的0维客体空间反射到右边而产生的。由此，第二个被命名为“1”的0维客体空间即被制造出来了。一个维度--空间位点的名即被称为目标选取符。
图15至19显示了N从二到六的反射的二进制N维体的渐次的反射。在图15至19中，每一个维度--空间位点都被表示为一个小单元(cell)，这小单元被绘作一个四方。N维客体空间作为一个区域被反射在正交的方向上，其方向是由下面将要描述的装置所提供的控制信号决定的。根据图15至19，应该指出的是，在第二(反射的)区域中的n-1目标选取符的最右位比特与包括第一区域的相应的目标选取符的n-1目标选取符最右位比特的值是一样的。(n是目标选取符的比特位数)。还应进一步指出的是，第一区域的目标选取符的左位比特总是逻辑0。而第二区域中的目标选取符的最左位比特总是逻辑1。
图15中的二进制二维体被表示为具有一比特分辨率的二维客体空间。图15显示了一个维数为2(n=2)的客体空间有四个元素，也就四个维度--空间位点。图15中的二维一比特客体空间能够被形象化地表现为两个包含四个元素的线性区域，这四个元素是根据二进制格雷反射码(即00，01，11，10)来“命名”的。15中的客体空间是通过将第一个线性区域向上方的射而产生的。通过这样的反射造成了第二(反射的)区域。最终形成的客体空间可以被形象地表现为一个方形区域。应该指出，每一线性区域的相应的目标选取符在最右比特位上的值是相同的；然而，最左比特位的值是不同的。第一线性区域的目标选取符的最左位是逻辑0。第二(反映的)区域的目标选取符的最左位是逻辑1。
图16中的二进制三维体被表示为具有一比特分辨率的三维客体空间。图16显示了一个维数为三(n=3)的客体空间有八个元素即维度--空间位点。图16的这个三维一比特客体空间可被形象地表现为二个方域，每一个都带有四个元素。这八个元素以二进制格雷反射码命名(即000，001，011，010，110，111，101，100)。图16的客体空间是通过将第一方域(包含四个元素)反射到左边而产生的。通过这一反射便产生出了第二(反射的)方域。应该指出，第二(反射的)方域中的目标选取符的最右边两个比特位的值与相应的包含第一方域的目标选取符的最右边两个比特位的值是相同的。第一方域的目标选取符的最左边的比特位的值是逻辑0。第二方域的目标选取符的最左边比特位是逻辑1。
图17的二进制四维体被表示为具有一比特分辨率的四维客体空间。图17显示了一个维数为4(n=4)的客体空间有十六个元素即维度--空间位点。图17中的四维一比特客体空间被形象地表示为两个矩形区域，每一个都包含八个元素。这十六个元素都是以二进制格雷反射码命名的。图17中的客体空间是通过将第一个包含八个元素的矩形域反射到下面而产生的。这一反射产生出了第二个(反射的)矩形域。
图18的二进制5维体被表示为具有一比特分辨率的五维客体空间。图18显示了一个维数为5(n=5)的客体空间共有三十二个元素即维度--空间位点。图18中的五维一比特客体空间可以被形象地表现为二个方域，每一个包含十六个元素。这三十二个元素如前述的一样是以二进制格雷反射码命名的。图18的客体空间是通过将第一个包含十六个元素的方域反射到右边而产生的，通过这一反射产生了第二(反射的)方域。
图19中的二进制六维体被表示为具有一比特分辨率的六维客体空间。图19显示了一个维数为6(n=6)的客体空间包含有六十四个元素即维度--空间位点。图19中的六维一比特客体空间可以形象地表现二个矩形域，每一个都包含三十二个元素。这六十四个元素以前所述是以反射的二进制格雷反射码命名的。图19的客体空间是通过将第一个包含三十二个元素的矩形域反射到上边而产生的，通过这一反射产生了第二个(反射的)矩形域。
对任意N维空间的空间元素的命名方法被直觉地理解为反射其子空间的“函数”。图13至19所显示的空间生成方法，当映射到平面上时，导致了在一个反射的N维空间的二维可视的表达。本发明的这一新方法可以被用于形象地表现任意N维客体空间的逐步的空间生成。
维度--空间位点可以通过把小单元向右、上、左、下、右、上、左、下……反射而产生，其中采用的是逆时针方向。或者，维度--空间位点可以通过将小单元向左、上、右、下、左、上、右、下……以顺时针方向反射而产生。维度--空间位点可以以顺时针或逆时针的方向被反射。进一步地，维度--空间位点可以通过将小单元向一个单独的方向或所挑选的方向反射而产生。为了示范，在本说明的实施例中总是以逆时针方向的反射来产生维度--空间位点，但应认识到其它的替代的实施例方法可以产生出等效的维度--空间位点。
根据图12，当表示问题的所有维度的维度--空间位点全部被生成之后(步骤1205)，计算设备以步骤1206从框架中取得第一个属性比特串。从这个比特串，计算设备通过步骤1207决定是否分辨率--空间位点需要从这个比特串中产生。如果不需要生成分辨率--空间位点，那么计算设备在步骤1206上决定这是不是该框架的最后一个比特串。如果是，计算设备便会检查是否需要生成某个附加的分辨率--空间位点(步骤1211)。如果不需要分辨率等级的话，计算设备便产生一个对应于N维客体空间中的每一个维度--空间位点的交织的框架数据的目标选取符(步骤1212)。目标选取符是框架数据的一个交织的比特串。目标选取符在表示维度--空间位点的小单元中定义一个位点。
如果对应于所有的N维客体空间的维度--空间位点的目标选取符全部生成完了(步骤1213)，计算设备便根据维度--空间位点和目标选取符产生N维度客体空间的一个虚拟象(1214)。使用者或应用过程可以选择该虚拟象的一个区域(步骤1215)。用于显示或其它应用需要的功能。整个过程还可以进一步包括使用计算设备由框架和目标描述符产生分辨率--空间位点(步骤1208)，该位点是对应于混合分辨N维度客体空间的每一维度的分辨率等级的。
图20至22直观地显示了分辨率--空间位点的产生过程。按照图20，一个K元的一维体中的元素的数目是由其分辨率的比特数目以2的幂的形式决定的。例如，一个4元的具有两比特分辨率的一维体有四个元素，一个8元的具有三比特分辨率的一维体有八个元素。当K元一维体的元素如图20A-20C所示被线性地反射时，元素的过渡顺序符合于二进制反射码的原始形式，但可以被解释为反射的K元码。
图20A显示一个二元一维体作为具有一比特分辨率的一维客体空间。图20A中的一维一比特客体空间包含两个目标选取符，它们分别被命名为“0”和“1”。一维一比特客体空间的目标选取符表示维度--空间位点。
图20B表示具有两比特分辨率的一维客体空间。在这样的场合中，图20A中原有的维度--空间位点被反射到右方以增加在第一维度方向上的分辨率。注意，用来增加分辨率的反射的方向应与产生该维度的反射的方向相同。将一个等于0的比特置于原来的维度--空间位点的目标选取符之前，而经反射后新产生的分辨率--空间位点则由原先被反射的目标选取符的比特串前面加上一个等于1的比特来表示。
图20C显示一个具有三比特分辨率的一维客体空间，它是由图20B中的一维二比特客体空间产生的。在这种情况下，原先的一维二比特目标选取符(二元一维体)的前面需加一个等于0的比特，而由反射所新产生的目标选取符等于在原先的比特串前加上一个等于1的比特。
图21A-21B是关于四维客体空间的图示。图21A显示一个具有一比特分辨率的四维客体空间。图21B显示一个在每一维上具有两比特分辨率的四维客体空间。在这种情况下，分辨率--空间位点是在四个维度的全部维度--空间位点都被生成之后才产生的。因此，四个维度的十六个维度--空间位点先被反射右方以产生第一维度的二个分辨率等级。在这个步骤上，一共有三十二个维度--空间和分辨率--空间位点。为了产生第二维度的两个分辨率等级，将组合的三十二个维度--空间和分辨率--空间位点向上方反射以产生出三十二个分辨率--空间位点。现在一共有六十四个空间位点。第三维度的两级分辨率--空间位点是通过将六十四个分辨率--空间向先前产生的六十四个空间位点的左方反射而产生的。第四维度的两级分辨率--空间位点可以通过将128个分辨率--空间位点向着第一、二、三维的128个混合分辨率--空间位点的下方反射而产生。于是，对于这个四维二比特客体空间共产生出256个空间位点。
图22A-22B是一个多种混合分辨率四维客体空间的图示，这个多种混合分辨率四维客体空间是由一个二元四维客体空间中导出的。这里，图22A正是显示具有一比特分辨率的四维客体空间。
图22B显示一个混合分辨率四维客体空间。在混合分辨率客体空间中，每一维的分辨率的比特位数可以是不同的。现有技术的客体空间元素的命名方法可以概括为面向容器的方法，因为该方法中可寻找的元素位点是容器的大小的函数。与此不同，本发明的方法是一个内容可寻址的方法，在本方法中，客体空间的大小和构形都是其内容的函数。在图22B的客体空间中，第一和第三维均有两比特分辨率，第二和第四维均只有一比特分辨率。因此，图22B的客体空间的目标选取符总共有六比特。前面已经指出，目标选取符的比特的数目，当作为2的幂时，表示一个给定的客体空间的元素数目。这里应该指出，已有的对于高维空间的表达总是以各维度中分辨率比特数目最大的一维的分辨率比特数作为所有维度的分辨率的比特数。这样一来，便产生出低效的空间表达。本发明的方法是通过一个过程产生逻辑的客体空间，该过程依赖于一个新颖的目标描述而不是空间分解的过程。在图22B所示的情况下，首先产生出当四维中每维的分辨率均为一比特时的维度--空间位点。然后，再产生第一和第三的分辨率--空间位点。十六个维度--空间位点构成第一方域。将这十六个元素的第一方域向右反射，于是便产生出第二(反射的)方域。反射的方向(右向)是由要在第一维上附加一比特分辨率这一点所决定的。这一步骤导致了一个包含三十二个元素的矩形域。第二维上无需附加分辨率比特数，因而下一个正交方向。就被越过了。然而，第三维有附加的分辨率比特。因此，这个包含三十二个元素的矩形域向下一个正交方向(左向)反射。于是第二个(反射的)矩形域就产生出来了。图22B中的客体空间中最终总共有六十四个元素，包括第一和第二(反射的)矩形域。
给定一个客体空间的描述，其中一个或多个维度具有二或多个比特的分辨率(如一个K元n维体)，一个目标选取符表示一个格雷反射码的新的形式，称为K元格雷反射码。如图12所示，对应于混合分辨率N维客体空间的每一个分辨率--空间位点将产生出一个目标选取符(步骤1212)。当所有的目标选取符都被生成之后(步骤1213)，这个N维客体空间的虚拟像便由分辨率--空间位点和目标选取符而产生出来(步骤1214)。使用者或机器可以选择这个虚拟象中的一个区域去使用或显示。计算设备可以在显示器上显示出混合分辨率N维空间中的这个被选出的区域。
图23显示了一个目标描述过程的功能图，四个步骤构成目标描述过程，它们是：表达(步骤2301)、量化(步骤2304)、变换(步骤2307)和执行(步骤2310)。在由使用者定义属性的情况下，使用者输入客体空间的一个域(2300)，该域被表达(2301)为目标描述(2302)。这个目标描述被编码并作为一组属性。每一个被选出的属性对应于N维客体空间中的一维。定义属性的顺序决定客体空间被生成的顺序。
每一个属性的值的可能的范围(2303)通过量化(2304)被编码，量化步骤给取值范围(2303)赋予一个逻辑的数字码。分辨率是取值范围(2303)的分度(degree)。范围压缩(例如，按比例)的分度是属性定义的一部分。编码的属性值对应于一个二进制反射码的过渡顺序。凭直觉，为一组有序的目标命名或编码的最直接的方法是用二进制计数(count，in binary)，这里每一个码字是二进制数字的一个独特的序列，但相继的码字之间通常有一个或多个比特位不相同。如在已有技术的描述中已指出的那样，二进制反射码的某些形式在特殊应用中提供特殊的优越性。表达一个编码属性值的最大的比特数决定了该维度的分辨率。
同目标描述(2302)相联系的取值范围(2303)被量化(2304)以形成编码的目标描述(2305)，被称为框架或帧(2306)。框架(2306)的格式是一个从右读的比特模式，这个比特模式代表一个编码属性的相邻的序列或比特串。每一属性的比特串的最右边的比特是逻辑1以表示一个空间维度。一个给定属性上的附加的分辨率比特，如果有的话，都被赋值为逻辑0；例如，(0，1，0，1)是一个编码的目标描述的框架(2300)，它代表两个四值属性。
然后客体框架(2306)的比特被变换(2307)以形成一个交织的客体框架(2308)，该框架被称为描述符(2309)。这个目标描述符代表特定的目标表达的名的格式。与被命名的目标表达的交织的框架(2308)相联系的编码属性的值的集合被称为目标选取符。目标选取符(2309)控制执行过程(2310)以产生一个可视空间(2311)。比特形式的控制序列可以借助于考虑一个扩展形式的交织的客体框架(2306)而被理解。在扩展的目标描述符(2309)中的一个空白间隔可以被看作是其特定维的空间控制序列的终结。
图14至19中显示的客体空间是非常简单的，以致于可以用手工来形成，在少数情况下，可以凭想像形成。然而，真实系统的描述空间很快就超出了脑力构思和手工制作的可行的范围。因此，本发明的实施例被表达为一个电子控制器。应该了解，在本发明的适用范围内，各种类型的机器和应用过程的控制都被仔细地考虑了。一个框架控制器是一个形象化空间的语义表达。一个范围控制器是虚拟机器的一部分，这个虚拟机器决定着作为客体空间的语义的表达。
若一组使用者定义的属性已经给定，在一个特定的客体空间中，该属性定义维度和分辨率等级，一个直观的客体描述系统的实施例包括了许多物理模块，它们可以以各种各样的逻辑构成耦合在一起以有效地使本发明的方法机制化。在客体描述系统的实施例中有两种物理模块：主计算设备的模块和与主计算设备模块相耦合的客体模块。
按照图24，所显示的计算设备(2400)包括输入器(2401)，处理器(2402)，存储器(2403)和显示器(2404)。输入器(2402)，举例说的话，可以是键盘、计算器接口或计算机中的一个应用程序。处理器(2402)与输入器(2401)、存储器(2403)以及显示器(2404)互相连接。
图24B显示客体模块(2405)，该模块将客体框架模块(2406)、客体区域模块(2407)和客体(目标)选择模块(2408)有效地联结到计算设备(2400)上。每一个客体模块(2405)至少包含一个寄存器，该寄存器至少有一个存储单元，与寄存器相关的组合逻辑器件、数据信号通道(连接模块中的各个器件以及不同模块中的器件)和控制信号通道(连接一个模块中的各个器件以及不同模块中的器件)。范围模块(2407)有效地连接到输入逻辑(2404)和客体框架模块(2406)。客体区域模块(2407)是用来选择虚拟象的区域的。
在实施例本发明的过程中，使用者可以规定对于一组特定属性的语义的表达方法，该属性定义客体空间中的维度和分辨率等级。使用者利用输入器(2404)输入一个关于混合分辨率N维客体空间的一个问题的一组特定的属性。输入逻辑(2403)被有效地通过存储器(2405)连接于输入器(2404)。
框架逻辑(2407)交织(interleave)框架产生一个目标描述符。框架逻辑(2407)还由框架和目标描述符产生N维的维度--空间位点。由框架和目标描述符，框架逻辑(2407)产生对应于混合分辨率N维客体空间的每一维的分辨率等级的分辨率--空间位点。
框架逻辑(2407)利用框架数据产生对应于一个特定的空间位点的目标选取符。如前面曾经指出的那样，目标选取符与二进制反射码的原始形式是一致的。利用维度--空间位点和目标选取符，框架逻辑(2407)产生N维客体空间的虚拟象。计算设备利用区域逻辑(2408)通过比特选取符来操纵这个虚拟象。
本发明的装置可以用来形象地表现一个混合分辨率N维客体空间。使用者定义一个框架和对应于一组特定的属性的框架数据，这一组属性定义这个客体空间的维数和分辨率等级。使用者用输入器(2401)输入框架和对应于N维客体空间的框架数据，框架模块(2406)将框架交织以产生一个目标描述符，并由框架和客体描述符产生出N维的维度--空间位点。对于每一个维度--空间位点，框架模块(2406)还产生一个目标选取符。由所述的维度--空间位点和目标选取符，框架模块(2406)还产生N维客体空间的一个虚拟象。区域模块(2407)被用来选取所述虚拟象中的一个或多个元素。显示图(2406)存储选取出的N维客体的虚拟象的区域。由框架和目标选取符，框架模块(2406)产生对应于混合分辨率N维客体空间的每一维的分辨率等级的分辨率--空间位点。
物理模块的各种逻辑构成实现一个客体描述系统的过程行为。一个客体描述系统可以被看成一个过程的实现即把混合分辨率N维客体描述变换为一个可以被逻辑地操纵的机械的形式。一个客体描述系统还可以被看成是一个过程的实现即把混合分辨率N维客体描述变换为一种可感觉到的形式，这种形式的描述可以被表现为图形显示器上的图象。
按照图25，这些变换过程可以被组织起来并抽象为一个客体描述系统的功能模型(2500)。这个客体描述系统的功能模型包含一系列的逻辑处理器，这些处理器完成与图12中的标注号码相对应的功能：
应用输入处理器2501(1201)
框架(帧)处理器2502(1202)
描述符处理器2503(1203／1204)
维度--空间位点处理器2504(1204／1205)
分辨率--空间位点处理器2505(1206-1211)
选取符处理器2506(1212／1213)虚拟像处理器2501(1214／1215)
在所述功能模型中的一个逻辑处理器对应于一个或多个物理模块，所述的功能模型中的两个逻辑处理器亦可以分享一个物理模块。类似地，客体空间的表达可以存储在一个或多个不同的存储器中。或者，一系列这样的客体描述系统可以被有效地组合在由概念上的问题域所规定的各种逻辑构成之中，以便能对一系列客体空间描述进行一致的操纵或对特定的客体空间描述的一系列图象进行一致的操纵。
图26A-26H显示由一个四比特框架逻辑模块所形成的客体空间构成。图26A至26H中显示的每一客体空间(2602)都与其目标空间选取符(2600)的一个图形和它们的框架以及交织的框架(2603)的逻辑名相联系。图26E至26H中显示的框架和交织的框架的逻辑名是相同的，这造成了在实际的观察中所述的空间的客体框架是以它们的交织的形式出现的。
本发明的一个直观的实施例
这里描述一个按照本发明的方法所产生的一个均匀彩色空间作为一个客体空间的具体化以便更好地理解如何实行本发明。在已有技术的描述中对于已有的彩色模型的讨论提出了对于一个均匀彩色空间的表达方法的迫切需要，以能计算地规定特定的色感觉。特殊地讲，这里的例子显示由RGB彩色立方体描述的色感觉的一个范围是怎样地被映射到一个平面上的。这个例子告诉人们：怎样描述一个RGB彩色立方体的属性；一个色彩定义的可感觉的属性是如何直接同本发明的问题描述方法相对应的；这个例子还指出本发明的问题描述方法和色感觉的电子制作之间的对应关系。
被称为物理彩色空间的可见光是电磁辐射的连续波谱中的一小段，整个电磁波谱包括，举例来说，无线电波，雷达，微波，红外和紫外光，x射线和r射线。一个彩色表达系统决定在可视的空间中的特定色感觉的位点，该空间被称为逻辑彩色空间。这个系统是一个色感觉表达系统；输入是白色光；系统的响应是根据本发明的方法而产生的一个彩色空间。
一个彩色表达系统决定着在被称为彩色空间的可视空间中的一个特定的色感觉的位点。彩色空间表达或间接地产生出一个色彩显示的物理设备控制信号。RGB彩色立方体以正交轴来表示红、绿、兰三基色。可显示的色彩都位于从(0，0，0)到(1，1，1，)的立体之中。中性轴是一个从黑点(0，0，0)至白色(1，1，1)的(对角)直线。在文献中，这个彩色立方体为称为“天然”的系统座标，因为在一个正交座标系中的三个色彩分量是以同三维几何一样的方式被绘制的。在《色彩与计算机》一书(Academic Press，波士顿，1887年，第23页)中的“色彩显示和色彩科学”一章中的题为“视觉显示描述系统”的一节里，默奇作了下述的观察“………在立体内部的色彩的位置和适当的规定，当需要所有三基色的某个真实值时，是困难的。”
色彩规定意味着交互的可视化和对彩色显示器中的可感觉的色彩范围(即可产生出的色彩范围)的控制。一个理想色彩模型应能实现直觉的可寻址性；均匀性，对光和色的对比度的独立控制，以感觉的方式表达显示器的特性以及一个为色彩规定命名的基础。
直觉可寻址性是按感觉关系的色彩表示的规定。感觉的规定可以包括，举例来说，色调、饱合度和强度。色调是色彩的一个基本组成分量并且主要地相应于一个特定的色感觉(如红、绿、兰、等等)。饱合度是与形成一个感觉的波长数目关系最蜜切。饱合度取决于一个纯的色调在色彩组合中的相对优势。强度是发光的增加等级，它允许一个色调的宽广范围成为可视的。
均匀性是依据色彩表示中的感觉的关系，在所感觉的色彩中级别的规则的表示。对于亮度和色的对比度的独立的控制是独立地调控色对比度或亮对比度的可能性。以可感觉的形式表示显示器的特性选择合适的显示表达方法控制它们的产生。用于命名彩色特性的基础是一个使用与波谱描述符的方式产生的过程表达式的构成多维模型的色彩标记相一致的方法的可能性。
这个应用于彩色空间描述问题的本发明直观的例子提出了一个用于逻辑地表达可视色感觉和可视地再现逻辑彩色空间的方法。色彩规定和色彩空间构成通常涉及到以可感知的属性(例如，色调、饱合度和强度)表示的色彩的规定和电子彩色信号的后继生成之间的计算的间接程度。本方法可使以可感知的彩色属性表达的逻辑彩色空间在给定的显示器的物理彩色空间中直接地被实现。解决这一问题的途径是一个关于彩色空间分量关系的描述性的规定。
一个彩色表达系统的域的描述是人类视觉系统对于被称为可见光的电磁波谱的有限的部分的响应。通常，光是指电磁辐射中从380nm到770nm的一段。由不同波长的光强的混合形成了光的被观察到的色彩。一个给定的控制源的强度的变化率是波长的函数。在R霍尔的名为《计算机产生的图像中的光和色》(Springe-Verlag纽约，1988年，第47-52页)一书中光强作为波长的函数的图形是一个给定的测试色的波谱曲线。这个图形表示了用来决定对于一个给定的测试色彩的谱形的控制光强的原理图。每一个控制源的波谱曲线都对应于一个色彩空间域中的一个维度分量。把一组波长不同的光谱加起来的混合的色彩被称为加色混色。
直观的RGB彩色空间在维上是以三基色来描述的(例如，色调=范围维)即：波长长的红基色(R)；波长中的绿基色(G)和波长短的兰基色(B)。在每一维对应于一个基色的N维彩色空间中，彩色空间的分辨率是由定义每一基色(例如，饱和度=范围分辨率)的数值来决定的。维的分辨率范围是由每一维的一个或多个比特来决定的。对每一维来说所规定的比特数目可能是不一样的。两个比特的分辨率(例如四个等级)是对下面要产生的RGB色彩空间中的每一基色的规定。
值的量化可描述为波谱采样。在已有的技术中，波谱采样意味着把波谱曲线简化为一组顺序的色彩计算的抽样值。这里所谓的波谱采样意味着把一个波谱曲线简化为一组与由本发明的方法产生的与一个色彩空间中的逻辑名相联系的强度值(例如，光强=值)。
一个逻辑彩色空间(如，一个色彩名的空间)以下述的方法被产生出来。框架是对于一个问题域的使用者定义的属性的编码的表达。在一个彩色空间中，每一个属性对应于一个基本色调该色调由框架中的一个比特串来表示。每一个比特串的第一个比特总为逻辑1。接续的比特在一个给定的比特串中是逻辑零。每一个逻辑零代表分辨率的一个附加的比特。
在一个直观的彩色空间中，一个框架“010101”构成三个两比特的比特串，其中最右边的一对比特表示红色属性；中间的一对比特表示绿色属性；左边的一对比特表示兰色属性。一个框架的基本功能就是作为一个解释器用来鉴别一个目标描述符或目标选取符的可能的含义。
在一个进观的色彩空间中，目标描述符是由框架变换而来，该框架中的每一框架比特串的比特都被交织处理过。例如，当框架“010101”被交织，产生出一个目标描述符为“000111”。一个目标描述符的基本功能是它在产生N维客体空间时的作用，利用框架去区别分辨率比特和维度比特，目标描述符决定着N维客体空间的正交的生成。
有两个同N维客体空间的正交的生成有关的环的记号。第一个环是这个目标描述符的解释顺序。目标描述符的比特被逻辑地以维间隔分组，例如“000111”，每一维间隔被当作从空间原点起始的环来处理。
第二个与N维客体空间的正交生成有关的环是生成的逻辑选取符名的反射的顺序。反射环的步骤可以相应于四个正交方向：右、上、左、下。一个逆时针的顺序而不是顺时针顺序也可以随意地被采用，但所选的方向必须严格地始终为一。如果维数大于四，那未，反射过程继续向下一个正交方向进行，只要在目标描述符间隔的扩展的形式上该方向的位置不为零。
一个目标描述符的扩展形式在目标描述符中插入一个空位以表示该维的分辨率低于给定间隔中的其它维。
一个框架是一个位置标记，它指示属性的数目和每一属性的分辨率。框架数据是一个给定框架中的值或每一个比特位的意义。给定一个框架“010101”和框架数据“000010”，最右边的框架数据中的比特串“10”代表一个色彩规定中的红色属性的特定的强度值。目标选取符是框架数据的一个变换，其中框架数据是被交织的。变织框架数据“000010”的结果是一个目标选取符“001000”。在一个N维空间中的每一个位点名对应于一个目标选取符。
图27至31显示按照本发明的方法的一个彩色表达系统的直观的例子。图27A至27C显示一个二进制RGB彩色立方体的空间元素名是怎样以本发明的方法被映射到一个平面上去的。RGB彩色立方体中的每一个轴(2701)对应于一个基色。RGB彩色立方体的节点2700，2702对应于逻辑彩色空间的特定色感觉或元素2703。RGB彩色空间中的每一个色感觉名对应于一个逻辑彩色空间中的特定的元素位点(2702)。图27C显示一个二进制RGB彩色空间中的元素--名空间标记是怎么被标注的。标注为“R的垂直域(2704)包含那些其最右比特被置位的元素。标注为“G”的水平域(2705)包含那些其中间比特被置位的元素。剩下的被标注为“B”(2706)的左半边包含那些其最左比特被置位的元素。
图28A至28C显示一个六十四元RGB彩色空间中的元素图28B显示一个六十四元RGB彩色空间中的元素是怎样被标注的。图28C显示一个六十四元RGB彩色空间的目标选取符，该符对应于每一色度的逻辑名。
图29A-29C显示具有不同分辨率的三维空间之间的关系。R．霍尔在《计算机产生的图像的亮与色”一书(Springer-Verlag，)纽约，1988年，第48页)中指出：规化控制光的强度，该控制光是匹配作为波长函数的各个波长的光所必需的。
图30显示了对于445nm。535nm和630nm控制光源的最终匹配曲线。图31A-31C显示在一个六十四元RGB彩色空间中的每基色的光强比是怎样利用图30的匹配曲线图在一个取值范围内被决定的。
一个逻辑彩色空间的操纵是由与一个特定的逻辑观点有关的方法来完成的，如：“元素，关系、路径、区域和子空间。把一个特定的色感觉作为一个逻辑彩色空间的元素可以用两种方法实现：值参照法和位点参照法。
参照值法意味着由一个使用者或应用过程提供一个以其分量色调和预期强度的形式的关于特定的色感觉的描述作为框架数据。因为框架是一个位置标记，它指示属性的数目和每一属性的分辨率。所以，框架数据对应于给定的框架的值或其中每一比特位的意义。例如，给定框架“010101”和框架数据“000010”，框架数据中最右边的比特串“10”代表一个色彩规定中的红色属性的特定的强度值。
位置参照法意味着由一个使用者或应用于过程选取以其位点的方式选取一个特定的色感觉，或者间接地通过索引号(例如调色板中的项)或者直接通过其选取符。因为目标选取符是框架数据的一个变换，其中每一个框架数据位字段均被交织处理过。例如，给定框架“010101”和框架数据“000010”，框架数据交织所产生的目标选取符为“001000”。在一个N维空间中的每一位点名对应于一个目标选取符。
把一组和谐的色感觉作为一个逻辑彩色空间的关系可以通过生成一个n种东西(n-thing)中的K种的组合体来实现，这里n是一个逻辑彩色空间中的元素数目，K是选取符的比特数。这一组元素被称作是邻域或逻辑地相邻，因为通过在一个特定的选取符的比特位上切换“0”和“1”即可由一者得到另一者。每一逻辑关系中的元素数对应于选取符的比特数。选择性地掩蔽选取符中的比特可以实现对一个逻辑彩色空间中的不同组色彩的定位。
产生一个和谐色感觉的序列以作为一个逻辑彩色空间中的路径是可以实现的。因为元素名的集合表示一个格雷序列，其中每一个相继元素间的汉明距离是1。当它的第一个和最后一个码字的区别仅为一个量化简隔时，这个色度的序列被称为环，否则的话，这个色感觉的序列即为当作是路径。给定一个初始的元素码字和一个过渡顺序，一个逻辑彩色空间中的整组元素的码字都能被生成。
为一个逻辑彩色空间中的不同区域定位可以由掩蔽低阶的选取符的比特来实现。在一个逻辑彩色空间中为不同的子空间定位可由元素标度(scaling)来实现，也就是说，一个元素位点的值确实是一个目标描述符而不是一个色感觉。
将一个逻辑的色彩框架解释为用电子技术的方法产生色感觉的过程在这里为称为反射的格雷码(RGC)解调。RGC解调可以被推广为一个新颖的数模转变形式。RGC解调的逆过程是由RGC调制完成的传统的模数变换(例如，量化，谱分解，等等)。本发明的方法代表了一个新的编码体系。目标描述具有这样的意义，即它们参照于或表示某一带有物理的或概念的特性的系统。对彩色图形学来说，目标可以是以定义彩色空间的红、绿、兰为属性来描述的特殊的色感觉。对于光通信来说，目标可以是以定义一个信号空间的光分量形式描述的一个特殊相干光源。
在已有技术的描述中引述的美国专利中，罗宾森和桑福德等指出：“为了在光波上携带信息，这个光波的某些特性必须被调制或以与信息和所采用的编码体制相一致的方法被“改变。”本发明的一个特点是它作为一个编码体系的新的应用。给定一个入射相干光源，该光进入光耦合器后以其分量波长散开，正如在已有技术的描述中所指出的，本发明方可以被用于调制作为一系列光分量的组合的光源，这种调制对应于客体框架、框架数据、目标描述符和目标选取符。
当本发明的方法被用于对由一系列光波组合成的光源进行调制时，举例来说，每一个在脉码调制(PCM)型式(scheme)中的时钟间隔可以包含每秒“n”个信息的量子间隔而不是一个量子间隔，其中“n”是光波分量的数目，这样一个编码体系被称为并行脉冲编码调制(PPCM)。这个体系描述的一个重要特点是一个实在描述是从一组可能的描述中选出的一个。本发明是一个广义的装置和方法，被设计用于处理每一种可能的问题选择，而不是仅仅针对在设计时因它是尚未解决的某一个具体问题。
显然，对于本领域的技术人员来说，可以在不丧失本发明的作用范围和精神的前提下，对这一用于形象地表示混合分辨率N维客体空间的装置和方法，进行各种修改，本发明的意图是要包括所有这些对于这种用于形象地表示混合分解率N维客体空间的装置和方法的修改和改变，假定它们不超出所附的权利要求书和它的等效文件所涉及的范围的话。

Claims (14)

1、一种动态的配置使用一台数字计算设备的一种逻辑体系结构及控制基本运算以将所述数字计算设备的物理体系结构所采用的固定基数运算模式变换成混合基数运算模式的方法，该方法包括使用所述数字计算设备的下述步骤：
a、用所述数字计算设备为每一个描述问题空间的属性编码一个逻辑名以构成组成编码的属性名的连接的序列的一个目标框架，对于一个N维目标空间的一个维度上的一个特定属性的可能值的一个值域，各目标框架具有表示一个N维目标空间的一个维度的一个逻辑“1”位并具有表示分辨率的一个逻辑“0”位；
b、交织所述目标框架的各位以生成一个目标描述符，所述目标描述符表示用于定位所述数字计算设备的存储单元及用于控制这些存储单元的一种次序的一种名格式，这些存储单元是配置成所述N维目标空间的空间位置的；
c、从所述目标框架与所述目标描述符将这些空间位置配置成所述N维目标空间的维度空间位置；
d、从所述目标框架与所述目标描述符将这些空间位置配成一个混合分辨率的N维目标空间的分辨率空间位置；以及
从而，操作所述计算设备的所述混合基数模式使得选择所述混合分辨率的N维目标空间的元素、路径及关系的混合基数表达式的方法能够机械化，而无需在混合基数表达式与所述计算设备的固定基数体系结构所采用的基数表达式之间来回转换。
2、权利要求1所述的方法进一步包括响应对所述计算设备改变所述问题空间的描述的输入重复步骤a至d的步骤，其中所述步骤为操作所述计算设备的混合基数模式配置一种新的逻辑体系结构。
3、权利要求1或2所述的方法，其中一种机器方法为将一台数字计算设备的存储单元配置成一个混合分辨率N维目标空间的空间位置而动态地确定一个问题空间，该问题空间是由定义具有至少一个分辨率级的至少一个维度上的至少一种属性所描述的。
4、权利要求1或2所述的方法，其中一位用户为将一台数字计算设备的存储单元配置成一个混合分辨率N维目标空间的空间位置而交互式地确定一个问题空间，该问题空间是由定义具有至少一个分辨率级的至少一个维度上的至少一种属性所描述的，该数字计算设备具有一个用于观察所述问题空间描述的显示装置。
5、权利要求1或2所述的方法，其中通过交织操作所述计算设备的一种混合基数模式的框架数据的特定例子的位，逻辑地生成用于在一个存储器中定位作为所述混合分辨率N维目标空间的一个命名的空间位置配置的空间单元的一个目标选择符。
6、权利要求1或2所述的方法，其中通过改变操作所述计算设备的一种混合基数模式的特定目标选择符位的意义，逻辑地生成在一个存储器中作为所述混合分辨率N维目标空间的命名空间位置的空间单位之间的一种关系。
7、权利要求1或2所述的方法，其中通过改变操作所述计算设备的一种混合基数模式的特定目标选择符位的意义，逻辑地生成包含一个存储器中的多个空间单元的一条路径，这些单元是作为所述混合分辨率N维目标空间的命名空间位置配置的。
8、权利要求1或2所述的方法，其中通过压缩操作所述计算设备的一种混合基数模式的特定目标选择符位，逻辑地生成包含一个存储器中的多个空间单元的一个区域，这些单元是作为所述混合分辨率N维目标空间的命名空间位置配置的。
9、权利要求1或2所述的方法，其中通过改变操作所述计算设备的一种混合基数模式的一个特定序列中的多个目标选择符位的意义，逻辑地生成包含一个存储器中的多个空间单元的并发选择的路径的多条路径，这些单元是作为所述混合分辨率N维目标空间的命名空间位置配置的。
10、一种用于控制一台数字计算设备的一个存储器的数据存储单元的逻辑操作的目标描述系统，这些单元是作为至少一个混合分辨率N维目标空间配置的，其中该目标描述系统是描述为具有一种混合基数逻辑体系结构的一种专用计算设备的，所述数字计算设备包含一个用于访问所述数据存储单元的处理器；操作地耦合于所述处理器装置的信号通信装置，用于将控制信号、地址信号及数据信号连通至所述处理器装置，或连通来自所述处理器装置的这些信号；由所述信号通信装置耦合于所述处理器装置的，用于接收一个目标描述的输入装置；以及由所述信号通信装置耦合于所述处理器的，用于存储数据的一个存储器；所述目标描述系统包括：
目标装置，由所述信号通信装置操作地耦合于所述处理器装置，包含用所述信号通信装置操作地耦合于所述处理器装置的，用于生成所述N维目标空间的框架装置，所述框架装置包含：
用于交织一个目标框架的编码的属性名的位以生成一个目标描述符及用于交织框架数据的一个特定的例的位以生成一个目标选择符的装置；以及
至少一个用于存储目标框架的寄存器，用于控制所述交织装置对所述目标框架的位的交织的次序及用于控制所述交织装置对所述框架数据的位的交织次序；
从而，在所述数据存储器单元配置成混合分辨率N维目标空间时，可以用基本的数据存储器操作逻辑地寻址与操作所述装置的所述数据存储器单元，而不需要为操作所述计算设备的一种混合基数模式，在混合基数表达式与通用计算设备的固定基数体系结构所采用的基数表达式之间来回转换。
11、权利要求10所述的装置，还包括：
耦合于所述框架装置及由所述信号通信装置耦合于所述处理器装置的选择符装置，用于选择配置成所述混合分辨率N维目标空间的所述存储器的元素与路径，其中所述选择符装置包含
至少一个用于存储一个目标选择符的寄存器；及
用于改变构成配置成所述混合分辨率N维目标空间的所述存储器的特定元素之间的属性关系的特定目标选择符位的意义的装置；以及
耦合于所述框架装置及由所述信号装置耦合于所述处理器装置的区域装置，用于操作包括所述存储器的多个相关的元素的区域，所述存储器是配置成所述混合分辨率N维目标空间的，其中所述区域装置包含
至少一个用于存储一个目标选择符的寄存器；及
用于压缩构成包括所述存储器的多个相关的元素的一个区域的特定目标选择符位的装置，所述存储器是配置成所述混合分辨率N维目标空间的。
12、权利要求10或11所述的装置，其中所述计算设备包含用于观察作为一个混合分辨率N维目标空间的空间位置的问题空间描述的显示器装置，所述显示器装置由所述信号通信装置操作地耦合于所述处理器装置及所述输入装置，借此一位用户交互式地控制所述计算设备的内部操作。
13、权利要求10或11所述的用于控制作为至少一个混合分辨率N维目标空间配置的多台计算设备的至少一个存储器的数据存储器单元的逻辑操作的装置，其中该装置是作为一个具有混合基数的逻辑体系结构的专用多处理器描述的，其中所述目标空间的表示可存在于一个或多个不同的存储器中。
14、权利要求10或11所述的装置，其中多个目标描述系统是操作地耦合在由该概念问题域所规定的各种逻辑配置中的，启动多个目标空间描述的并发操作及一个特定目标空间描述的多个视图的并发操作中的至少一个。
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