DE3335162A1

DE3335162A1 - Vorrichtung und verfahren fuer graphische darstellungen mittels computern

Info

Publication number: DE3335162A1
Application number: DE19833335162
Authority: DE
Inventors: William D. 95030 Los Gatos Calif. Atkinson
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1984-04-05
Anticipated expiration: 2003-09-29
Also published as: GB2167927B; CA1213085A; US4622545A; IL69793A0; IE54823B1; GB2128459B; IT8323075A0; IT1166974B; DE3335162C2; IE832292L; GB8530583D0; GB2128459A; GB8324146D0; GB2167927A; FR2534400A1; HK98987A; AU558873B2; JPS5985573A; AU587659B2; SG46187G

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER D-^3C0*ESSeN 1"AM ("-(UHUSTEIN 1 · TEl3 Seite ' 3 ~

APPLE COMPUTER, INC., 20525 Mariani Avenue, Cupertino, Kalifornien 95014, V.St.A.

Vorrichtung und Verfahren für graphische Darstellungen mittels Computern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anzeigen (in einem Display) von graphischen Informationen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung für die Datenverarbeitung und auf Verfahren zum Erzeugen und Verändern von Bildern und Daten auf einer Anzeigeeinrichtung.

In der Datenverarbeitungstechnik ist es üblich, Informationen mittels graphischer Darstellungen mitzuteilen und zu verdeutlichen. Diese Darstellungen können eine Vielzahl von Formen annehmen, wie beispielsweise alphanummerische Zeichen, Funktionsverläufe in cartesischen oder anderen Koordinaten, in Form von wohlbekannten Gegenständen etc. Historisch gesehen, sind Benutzer über ein System diskreter Kommandos mit Rechnern in Wechselwirkung getreten, welche typischerweise aus einer Kombination von Begriffen und mathematischen Symbolen gebil-

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det sind. Es existiert eine Vielzahl derartiger Systeme, wie beispielsweise die Programmsprachen Fortran, Algol, PL-1, Basic und Cobol, welche eine vorgegebene Folge von Kommandos seitens des Benutzers in eine durch den Rechner ausführbare "Maschinensprache" transformieren.

Es ist aber festzustellen, daß der Benutzer um so leichter mit dem Programmieren und Wechselwirken mit einem Computer vertraut wird, je näher das Wechselwirkungssystem der Denkweise des Benutzers selbst angepaßt ist. Kann der Benutzer Befehle in der gleichen Reihenfolge eingeben, die er selbst logisch entwickelt ohne erst die gewünschten Befehle in einen Code oder eine Programmsprache zu transformieren, so kann das System wirksamer ausgenutzt werden.

Ein bereits entwickeltes System zur Verringerung der Lern- und Anpassungsschwierigkeiten, welche ein Benutzer überwinden muß, um mit der Wechselwirkung mit einem Computer-System vertraut zu werden, wird häufig als "problemorientiert" oder "Smalltalk" bezeichnet. Der sogenannte "Smalltalk-Ansatz"(also die problemorientierte Sprache) besteht hauptsächlich darin, eine Vielzahl codierter Programm-Befehle durch 2-dimensionale graphische Darstellungen bzw. vorformulierte Fragen auf dem Bildschirm zu ersetzen. Erfahrungsgemäß denken Menschen leichter in bildhaften Begriffen und es ist auch einfacher visuelle Informationen aufzunehmen und zu verarbeiten als beispielsweise Sprach-Informationen. Die besondere Art graphischer Wechselwirkung zwischen einem Benutzer und der Vorrichtung hängt vom Anwendungsfall ab.

Ein herkömmliches, problemorientiertes Verfahren für die genannte Wechselwirkung zwischen Mensch und Computer

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sieht vor, daß "Fenster" mit einer Kathodenstrahlröhre (CRT) dargestellt werden, in welchen Kombinationen aus Text und graphischen Darstellungen zur Informationsübertragung benutzt werden. Beispielsweise kann jedes Fenster die Form eines Aktenordners annehmen, wie er beispielsweise in Büros Verwendung findet, und dabei andere Ordner überlappen, wobei der "oberste" Ordner vollständig sichtbar ist und gerade bearbeitbar ist. Der Benutzer kann im Ordner Informationen ergänzen oder entfernen, den Ordner an anderer Stelle neu einordnen etc. Er kann also mit dem Ordner genauso umgehen, wie auch sonst im Büroalltag. Durch diese graphische Bild-Repräsentation des vom Benutzer gerade bearbeiteten Gegenstandes und dadurch, daß der Benutzer das Bild im wesentlichen in gleicher Weise bearbeitet und manipuliert wie den tatsächlichen Gegenstand wird die Bedienung des Rechners wesentlich vereinfacht und eine wirkungsvollere Wechselwirkung zwischen Mensch und Maschine erreicht. Siehe hierzu z. B., D. Robson, "Object-Oriented Software Systems", BYTE, August 1981, Seite 74, Vol. 6, Nr. 8; und L. Tesler, "The Smalltalk Environment", BYTE, August 1981, Seite 90, Vol. 6, Nr. 8.

Es herrscht bei problemorientierten Wechselwirkungssystemen ein Bedarf an einer Vielzahl von graphischen Darstellungen, doch ist dazu herkömmlicherweise eine große Speicherkapazität erforderlich, um die graphischen Darstellungen zu speichern und zu manipulieren. In der einfachsten Form kann in einem Datenverarbeitungs- und Speichersystem ein Speicherblock mit jedem Speicher-Bit ("1" oder "0") einem entsprechenden Bildelement auf dem Schirm (Display) zugeordnet sein. Auf diese Weise wird ein insgesamt mit Daten, welche die Form von Bildern und/oder Sprachzeichen annehmen können, gefüllter Bild-

schirm in einem Speicherblock durch Werte "1" ( schwarzer Punkt) oder "0" (weißer Punkt.) repräsentiert, was kurz als "Bitkarte" bezeichnet wird. Die hierbei verwendete eindeutige Zuordnung zwischen Bitkarte und Kathodenstrahlschirm erfordert allerdings eine erhebliche Speicherkapazität im Kernspeicher des Rechners. Darüberhinaus erfordert die Manipulation eines Bildes oder eines Zeichens, daß fast alle Bits der Bitkarte nach der Modifikation des Bildes auf den neuesten Stand gebracht werden. Dieses Verfahren ist sehr zeitaufwendig und behindert die praktische Verwertbarkeit von auf graphischen Darstellungen beruhenden Wechselwirkungssystemen.

Ein Verfahren, die erforderlichen graphischen Kapazitäten für problemorientierte Wechselwirkungssysteme bereitszustellen, ist das sogenannte "BitBlt" (Bitboundry Block Transfer) (Grenz-Bit-Block-Ubertragung), wie es durch die "Xerox Learning Research Group", Palo Alto Research Center, Palo Alto, Kalifornien entwickelt wurde, siehe D. Ingalls, "The Smalltalk Graphics Kernal", BYTE, Seite 168, August 1981, Vol. 6, Nr. 8. Beim "BitBlt" werden Bereiche eingesetzt, welche selbst kleine Bitkarten darstellen und einfache Formen definieren, wie beispielsweise einen Pfeil, der durch den Benutzer als "Cursor" (Blinker), Muster etc. eingesetzt werden kann. Das "BitBlt"-Verfahren, welches weiter unten eingehender erläutert werden wird, sieht vor, daß Zeichen aus einer Ursprungs-Bitkarte, wie beispielsweise einem Schriftspeicher für Zeichen (Lichtsatz), in eine Bestimmungs-Bitkarte (z. B. einen auf dem Schirm wiederzugebenden Block eines Speichers) mit vorgegebenen Koordinaten übertragen werden. Durch einen sogenannten "Begrenzerwinkel" ("Clipping Rectangle"), welcher den Bereich der zugänglichen Bestimmungs-Bitkarte begrenzt, ist es möglich, den Abschnitt eines größeren Be-

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reiches in einem Fenster darzustellen, wobei nur dieser in das Fenster passende Abschnitt übertragen wird. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Ubertragungsoperationen möglich, welche die Kombination eines übertragenen Bildes oder Zeichens mit einem existierenden, zuvor in der Bestimmungs-Bitkarte gespeicherten Bild steuern. Allerdings ist das "BitBlt"-Verfahren hinsichtlich der Art der Abbildungen, welche übertragbar und Veränderbar sind, beschränkt. Insbesondere ist das "BitBlt"-Verfahren auch die Übertragung rechtwinkeliger Flächen beschränkt. Diese Einschränkung begrenzt die Brauchbarkeit dieses Verfahrens als "graphisches Instrument", da es somit nicht in der Lage ist, Daten auf sich gegenseitig überlappende Fenster u. dgl. zu übertragen. Darüberhinaus sind große Speicherkapazitäten bei dem "BitBlt"-System erforderlich. Andere Nachteile herkömmlicher Verfahren, wie beispielsweise dem "BitBlt"-Verfahren, werden nachfolgend näher ausgeführt, um auch die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung deutlicher zu machen.

Wie weiter unten näher ausgeführt wird, wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, mittels welcher ein beliebig geformter Bereich definierbar und speicherbar ist, wobei wesentlich weniger Speicherkapazität als bei herkömmlichen Vorrichtungen erforderlich ist. Darüberhinaus wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, mittels welcher Bild-Darstellungen wirksam und schnell mittels eines Digital-Computers bearbeitbar sind. Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Vorrichtung und das entsprechene Verfahren werden höchst vorteilhaft zusammen mit einem digitalen Computer eingesetzt, um eine erhöhte Kapazität für graphische Darstellungen zu erzielen. Diese Techniken ermöglichen die Darstellung und Manipulation einer beliebig definierten Fläche mit Hilfe sogenannter "Inversionspunkte". Ein Inversionspunkt

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ist definiert als ein Punkt, bei dem die Zustände aller Punkte, deren Koordinaten rechts öder unterhalb des betreffenden Punktes liegen,invertiert sind (z. B. binäre Werte "0" werden in binäre Werte "1" und umgekehrt umgewandelt) . Ein "Bereich" ist definiert als eine beliebige Fläche, welche auch eine Anzahl von Gruppen nicht zusammenhängender Flächen einschließen kann. Auf diese Weise ist jegliche Form, wie beispielsweise die Form eines "L" als ein definierbarer und verarbeitbarer Bereich zu verstehen. Durch die Definition eines Satzes von Inversionspunkten für jeden gegebenen Bereich ist es nicht erforderlich, alle Punkte, die diesen Bereich bilden, im Speicher zu speichern, vielmehr müssen nur die Inversionspunkte gespeichert werden.

Gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel· der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, welche eine Eingabe-Repräsentation eines Bereiches erzeugen, welcher eine beliebige Form oder Fläche aufweisen kann, wobei der Umfang nicht notwendig eine durchgehende Kurve zu sein braucht, sondern auch nicht zusammenhängende Flächen möglich sj.nd. Diese Eingabe-Repräsentation ist höchst vorteilhaft mit einem digitalen Computer einsetzbar. Ist die Repräsentation einmal im Computer, so bestimmt er die Position der Inversionspunkte, welche zur Definition des Bereiches erforderlich sind und sortiert die Punkte nach den Kriterien "links", "rechts" und "oben" und "unten" entsprechend ihrer Koordinaten in dem Bereich. Algorithmus-Einrichtungen sind im Speicher des Rechners vorgesehen, um Bereiche (oder Teile davon) zu übertragen und/oder auf ihnen Operationen auszuführen und um den resultierenden Bereich auf einer geeigneten Einrichtung, wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder dergleichen sichtbar zu machen.

Eine Abtastzeilenmaske weist einen Einzel-Abtastzeilen* Puffer auf, welcher in Binärform diejenigen Bereiche

repräsentiert, welche gerade im Display sind und in der Bestimmungs-Bitkarte gespeichert sind. Die Bestimmungs-Bitkarte weist einen Speicherblock auf, in welchem jedes Bit einem Bildpunkt oder dergleichen der Anzeigevorrichtung entspricht. Die Abtastzeilenmaske tastet vertikal abwärts und "schneidet" die existierenden Bereiche in horizontale Zeilen, welche jeweils einer Raster-Zeile des Bildschirmes der Kathodenstrahlröhre entsprechen. Ähnlich werden Daten aus der Ursprungs-Bitkarte oder einem Schriftspeicher, beispielsweise in Form von Symbol-Zeichen, welche einem Abschnitt der Bestimmungs-Bitkarte zugefügt werden sollen "geschnitten" und in einen horizontalen Abtastlinien-Puffer entsprechend der jeweiligen Raster-Zeile des Bildschirmes eingespeist. Wird eine horizontale Abtast-Zeile aus der Ursprungs-Bitkarte oder dergleichen in die Bestimmungs-Bitkarte überführt, so werden die Inhalte des Ursprungs-Abtastzeilen-Puffers verglichen mit den Inhalten der Abtastzeilenmaske, so daß die Ursprungs-Abtastzeile "maskiert" wird und nur ausgewählte Abschnitte des Ursprungs-Puffers in die Bestimmungs-Bitkarte überführt werden. Durch Verwendung einer Vielzahl von Bereichs-Operatoren kann der Vorrang zwischen existierenden und neuen Bereichen bestimmt werden. Ein Muster, wie beispielsweise Streifen, Karos oder dergleichen kann einem existierenden Bereich zugefügt werden, Texte können zugefügt werden das Aufrollen eines Textes innerhalb eines Bereiches ist leicht möglich und eine Vielzahl anderer graphischer Operationen kann ausgeführt werden.

Die resultierende Bestimmungs-Bitkarte wird in Signale umgewandelt, welche sodann der Kathodenstrahlröhre oder einem anderen Display eingegeben werden, womit das Bild in herkömmlicher Weise darstellbar ist.

Aus dem Vorstehenden ist zu entnehmen, daß der vorliegenden

Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine Anzeigevorrichtung für Computer-Daten sowie ein Verfahren zum Anzeigen solcher Daten bereitzustellen, mittels welchen es möglich ist, eine Vielzahl graphischer Operationen auf einem Sichtgerät auszuführen, wobei eine geringe Speicherkapazität im Rechner beansprucht sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Bildgerät, das eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, die selektiv freigegeben werden; sowie einen Speicher zum speichern einer Vielzahl von Inversionspunkten, die jeweils eine den Bildelementen zugeordnete Koordinate aufweisen, wobei jeder Inversionspunkt eine Kontrast-Fläche definiert, welche durch zueinander senkrecht stehende, sich vom Bildelement wegerstreckende Linien abgegrenzt ist; eine mit dem Speicher gekoppelte Verarbeitungseinrichtung zum Freigeben der Bildelemente und zum Erzeugen der Kontrast-Flächen auf dem Bildgerät, wobei der Kontrast einer Fläche jeweils eine Funktion der Koordinaten des zuvor angezeigten Inversionspunktes ist; so daß ein Bereich des Bildgerätes mit einer Mehrzahl von Inversionspunkten dadurch in den Anzeige-Zustand bringbar ist, daß die entsprechenden Bildelemente freigegeben und die zugehörigen Kontrastflächen erzeugt werden.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Computer, bei welchem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 2 eine typische Anordnung für die Programm-Speicherung im in Fig. 1 gezeigten System;

Fig. 3(a)-(h) die Verwendung der Inversionspunkte zur Definition eines Bereiches;

Fig. 4(a)-(e) Betriebs-Operationen auf Bereichen unter Verwendung der Inversionspunkte gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 den Vorgang der Konvertierung eines durch Inversionspunkte definierten Bereiches in einen Einzelzeilen-Abtastpuffer, welcher einen Bereich vertikal abwärts abtastet;

Fig. 6 symbolisch die "UND"-Operation zwischen zwei Bereichen und Einzelabtast-Zeilen zur gleichen Zeit;

Fig. 7 schematisch den Betrieb einer Bitkarten-Maske zum selektiven Maskieren von Abschnitten eines Ursprungs-Bereiches, der sichtbar gemacht wird;

Fig. 8 schematisch die Benutzung eines Einzelzeilen-Abtastpuffers und einer Abtastzeilenmaske zur selektiven Maskierung von Abschnitten eines Ursprungs-Bereiches vor seiner Übertragung in die Bestimmungs-Bitkarte und dem Sichtbarmachen;

Fig. 9 das Resultat der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Verwendung des Inversionspunkt-Abtastzeilen-Maskensystem s .

Die nachfolgende Beschreibung erfolgt großteils in Begriffen von Algorithmen und symbolischen Repräsentationen von Operationen, die mit Daten-Bits in dem Speicher eines Computers erfolgen. Diese algorithmischen Beschreibungen und Repräsentationen bilden die Mittel, mit denen die Datenverarbeitungsfachleute sich untereinander zu verständigen pflegen.

Unter einem Algorithmus wird hier und allgemein eine widerspruchsfreie Abfolge von Schritten verstanden, welche zu einem gewünschten Ergebnis führen. Diese Schritte erfordern die physikalische Beeinflussung von physikalischen Größen. Gewöhnlich, doch nicht notwendig, sind diese Größen elektrische oder magnetische Signale, welche geeignet sind, gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen oder in anderer Weise bearbeitet zu werden. Gewöhnlich werden diese Signale als "Bits",

Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Ausdrücke, Zahlen oder dergleichen angesprochen. Es sollte aber deutlich vor Augen stehen, daß alle diese oder ähnliche Ausdrücke mit entsprechenden physikalischen Größen zusammenhängen und im Grunde nichts anderes sind, als diesen Größen zugeordnete "Etikette".

Die ausgeführten Manipulationen (an diesen Größen) werden häufig mit Ausdrücken wie "addieren" oder "vergleichen" belegt, welche gewöhnlich mit den Denkleistungen des menschlichen Gehirnes assoziiert werden. Diese Denkleistung der menschlichen Bedienungsperson ist aber bei keiner der hier und nachfolgend beschriebenen Operationen, welche die Erfindung bilden, erforderlich oder auch nur wünschenswert (in den meisten Fällen), vielmehr wird das Verfahren mit der Maschine ausgeführt. Geeignete Maschinen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Vielzweck-Digital-Computer oder ähnliche Vorrichtungen. In jedem Falle sollte der Unterschied zwischen einem Verfahren zum Betätigen eines Computers und dem Rechenverfahren selbst klar sein. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahrensschritte zum Betätigen eines Computers bei der Verarbeitung von elektrischen oder anderen, wie beispielsweise mechanischen oder chemischen, physikalischen Größen, um andere erwünschte physikalsiche Signale zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen dieser Verfahrensschritte. Diese Vorrichtung mag speziell für die gewünschten Zwecke ausgelegt werden, es kann sich aber auch um einen Vielzweck-Computer handeln, der mittels eines in dem

Computer gespeicherten Programms selektiv aktiviert oder geschaltet wird. Der vorgestellte Algorithmus ist keineswegs an einen besonderen Computer oder eine andere Vorrichtung gebunden. Insbesondere sind verschiedenartige Vielzweck-Vorrichtungen mit Programmen nach der hier vorgestellten Lehre betreibbar oder es ist möglich, eine spezialisierte Vorrichtung zur Durchführung der geforderten Verfahrensschritte zu konstruieren. Die erforderliche Struktur dieser Vorrichtungen wird sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben.

Im einzelnen ist die folgende Beschreibung in verschiedene Abschnitte unterteilt. Im ersten Abschnitt wird ein allgemeines System zur Erzeugung von Computer-Graphiken behandelt. In nachfolgenden Abschnitten werden Einzelheiten der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise die Definition eines gegebenen Bereichs mittels Inversionspunkten, das Sortieren der Inversionspunkte, die Bearbeitung der Inversionspunkte, die Erzeugung einer Abtastlinien-Maske und die Übertragung der Bereiche etc. behandelt.

Darüberhinaus werden in der nachfolgenden Beschreibung eine Vielzahl spezieller Details näher ausgeführt, wie beispielsweise die algorithmischen Darstellungen, spezielle Zahlen oder Bits etc., um das bessere Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Dem Fachmann wird allerdings deutlich werden, daß die Erfindung auch ohne diese besonderen Einzelheiten ausführbar ist. Auch werden wohlbekannte Schaltungen und Anordnungen nicht näher beschrieben, um das wesentliche deutlicher werden zu lassen.

Fig. 1 zeigt ein typisches Computer-System zur Erzeugung

von Computergraphiken gemäß der vorliegenden Erfindung. Der gezeigte Computer 20 weist drei Haupt-Baugruppen auf. Die erste ist die Eingang/Ausgang (I/O)-Schaltungsanordnung 22, welche dazu dient, entsprechend strukturierte Informationen in andere Teile des Computers 20 einzugeben oder aus diesen zu entnehmen. Weitere Bestandteile des Computers 20 sind die zentrale Steuereinheit (CPU) 24 und der Speicher 26. Die zwei Letztgenannten sind üblicherweise in Vielzweck-Computern und in fast allen für spezielle Anwendungen ausgelegten Computern zu finden. Die im Computer 20 vorhandenen verschiedenen Baugruppen repräsentieren das genannte breite Spektrum von Datenverarbeitungsvorrichtungen.

In Fig. 1 ist weiterhin eine Eingabevorrichtung 30 gezeigt, welche typischerweise als Tastenfeld ausgebildet ist. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Eingabevorrichtungen verwendbar sind, wie beispielsweise ein Kartenleser, Magnetband-Leser oder auch andere bekannte Eingabenvorrichtungen (einschließlich anderer Computer). Ein Massenspeicher 3 2 ist mit dem I/0-Kreis 22 gekoppelt und stellt zusätzliche Speicherkapazität für den Computer 20 bereit. Der Massenspeicher kann andere Programme, Schriftspeicher für vorgegebene Zeichensymbole und dergleichen aufnehmen, wobei es sich beispielsweise um einen Magnet-Speicher oder auch um einen Papierband-Leser handeln kann. Er.sichtlich können die im Massenspeicher 32 gespeicherten Daten in bestimmten Fällen auch in herkömmlicher Weise im Speicher 26 des Computers 20 gespeichert sein.

Weiterhin ist ein Display-Monitor dargestellt, welcher dazu benutzt wird, die mittels der vorliegenden Erfindung dargestellten Bilder sichtbar zu machen. Bei dem Display-Monitor kann es sich beispielsweise um den Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre (CRT) handeln. Eine Cursor (Blinker)-Steuerung 36 wird dazu benutzt, Befehlsarten auszuwählen und

graphische Daten auszugeben, wie beispielsweise ein besonderes Bild, und bildet ein bequemes Mittel, Informationen in das System einzugeben.

Fig. 2 zeigt eine typische Anordnung der im Speicher 26 der Fig. 1 enthaltenen Haupt-Programme. Insbesondere ist eine Video-Bestimmungs-Bitkarte 38 vorgesehen, welche beim hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Speicherkapazität von 32 Kilobyte aufweist. Diese Bestimmungs-Bitkarte repräsentiert den Video-Speicher für das Display 34. Jedes Bit der Bestimmungs-Bitkarte entspricht von oben und links gemessenen Koordinaten eines zugehörigen Bildpunktes auf dem Display. Deshalb kann die Bestimmungs-Bitkarte als 2-dimensionale Reihung von Punkten mit Koordinaten aufgefast werden. Es versteht sich, daß bei Verwendung anderer Anzeigeeinrichtungen, wie beispielsweise einem Drucker o. dgl., der Inhalt der Bitkarte 38 die Datenpunkte repräsentieren würde, welche mittels der besonderen Anzeigevorrichtung ausgegeben werden. Der Speicher 26 beinhaltet auch Programme 40, welche eine Vielzahl von Abfolgen von Instruktionen repräsentieren welche durch die zentrale Steuereinheit CPU ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Steuerprogramm in diesem Speicher gespeichert sein, welches die Operationen und Abfolgen verwirklicht, welche hier beschrieben werden sowie auch die Beobachtungs- und Steuerprogramme und die Disketten-Betriebssysteme .

Die Ursprungs-Bitkarte 42, welche Bereiche, Schriftspeicher, Datenstrukturen, Koordinaten und Zeichen-Symbole aufweisen kann, kann ebenfalls im Speicher 26 gespeichert sein, oder aber auch zeitweise im Massenspeicher 3 2 gespeichert sein, je nach Anwendung der vorliegenden Erfindung. Darüberhinaus ist Kapazität im Speicher 26 für andere Programme reserviert sowie eine Reserve-Kapazität, welche mit dem Bezugszeichen versehen ist. Bei diesen anderen Programmen kann es sich um

verschiedene nützliche Rechen- oder Gebrauchsprogramme handeln.

In der vorliegenden Erfindung werden beliebig definierte Bereiche durch "Inversionspunkte" repräsentiert. Zusätzlich wird der Begriff "Bereich" als eine beliebige Fläche definiert, welche auch eine Vielzahl nicht zusammenhängender Flächenabschnitte beliebiger Form oder Zusammensetzung einschließen kann. In Fig. 3a ist ein Inversionspunkt 40 dargestellt. Per Definition ist ein Inversionspunkt ein solcher, bei dem die Zustände aller Punkte mit Koordinaten rechts und unterhalb des Inversionspunktes invertiert sind. Deshalb ist die gesamte Fläche rechts und unterhalb des Punktes 40 dunkel (wie dargestellt), da der Punkt 40 auf einem zuvor weißem Untergrund erzeugt wurde. Physikalisch ist das Inversionspunkt-System dadurch bestimmt, daß die Position eines Inversionspunktes mit Hilfe von Koordinaten in der Speicher-Bitkarte beschrieben ist.

Wie in Fig. 3b dargestellt ist, entsteht ein vertikal nicht abgegrenzter Streifen, wenn zwei Inversionspunkte 40 und 4 2 auf einer Bestimmungs-Bitkarte 38 definiert und anschließend auf dem Monitor 34 angezeigt werden. Durch die Hinzufügung des Punktes 42 auf der Bitkarte werden die Zustände aller Punkte invertiert, die Koordinaten rechts und unterhalb des Punktes aufweisen, wobei die Wirkung des Punktes 40 innerhalb dieser Fläche aufgehoben wird, so daß der abgedunkelte vertikale Streifen entsteht.

Entsprechend definieren vier Inversionspunkte 40, 42, 44, und 46 ein Quadrat bzw. ein Rechteck, wie es in Fig. 3c gezeigt ist. Wie in den Fig. 3d und 3e dargestellt ist, können auch andere Flächen mittels der Inversionspunkte erzeugt werden, wobei es auch leicht möglich ist, Leerstellen innerhalb einer gewissen Form zu bilden. Zusätzlich wird deutlich, daß jeder gegebene Bereich eine beliebige Anzahl nicht zusammenhängender Flächenabschnitte aufweisen kann, wie es Fig. 3f gezeigt ist,

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da alle möglichen Formen innerhalb des Bereiches einfach mittels der Koordinaten beliebiger Inversionspunkte erzeugbar sind.

Auch ist es möglich kreisförmige oder andere nicht-liniar abgegrenzte Bereiche zu definieren, indem die Inversionspunkte richtig positioniert werden. Gemäß Fig. 3g kann zwischen den Punkten "X" und "Y" eine Diagonal-Linie 43 mittels einer Schritt-Reihe von jeweils zwei Inversionspunkten zwischen den Werten "X" und "Y" definiert werden. Zwar wäre eine direkte Diagonal-Linie zwischen den Punkten wünschenswert, doch erlaubt die physikalische Struktur der Rasterzeilen des Displays 34 dies nicht. Jeder Bildpunkt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre nimmt eine gewisse Fläche zwischen gegebenen Koordinaten ein, wo herkömmlich ein bestimmter Bildpunkt durch die Koordinate des Netz-Punktes bestimmt ist, welcher oben links von ihm liegt. Deshalb ist eine Stufen-Funktion von Inversionspunkten, welche eine Reihe von horizontalen Zeilenabschnitten bilden, erforderlich, um die Diagonal-Linie angenähert zu erzeugen.

Ist ein gegebener Bereich erst einmal durch seine Inversionspunkte definiert, so müssen im allgemeinen nur diese Inverisonspunkte im Speicher 26 gespeichert werden, was einen Unterschied zu Systemen herkömmlicher Technik darstellt, bei denen im wesentlichen alle Punkte gespeichert werden mußten, die ein bestimmtes Bild aufweist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Bereich durch einen Benutzer mittels einer Cursor-Steuerung 36 oder einer anderen Eingabeinrichtung in den Computer 20 eingegeben. Die Position der einen bestimmten Bereich definierenden Inversionspunkte wird derart bestimmt, daß horizontale Zeilen-Abschnitte abgetastet werden, welche teilweise Abschnitte des eingegebenen Bereiches bilden. In Fig. 3a sind dies die Zeilenabschnitte 80, 85, 90, 100 und

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125. Sodann werden Inversionspunkte an denjenigen Koordinaten definiert, welche den Endpunkten eines jeden Zeilenabschnittes entsprechen, so daß insgesamt der gesamte Bereich mittels der Inversionspunkte definiert ist. Vertikale Zeilenabschnitte innerhalb eines Bereiches können ignoriert werden, da sie automatisch (per Definition) durch die zuvor beschriebenen Inversionspunkte erzeugt werden. Die besondere Abfolge von Operationen, welche in einem Computer ausgeführt werden müssen, um die horizontalen Zeilenabschnitte zu ermitteln und zu isolieren, werden dem Fachmann klar sein und deshalb nicht weiter ausgeführt. Die Inversionspunkte eines Bereiches werden gemäß einer Ordnungsliste sortiert, und zwar von links nach rechts und von oben nach unten, entsprechend ihren Koordinaten. Beispielsweise würde die Liste der Inversionspunkte des in Fig. 3e dargestellten Bereiches nach dieser Übereinkunft folgende Form annehmen: 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 und 76,

Es wurde gefunden, daß mittels der genannten Regel die Durchführung von Operationen auf den beispielsweise in den Fig. 4a e gezeigten Bereichen vereinfacht wird. Typische Operationen unter Verwendung der geordneten Reihung von Inversionspunkten gemäß der vorliegenden Erfindung sind·beispielsweise die Bestimmung der zugehörigen Punkte sowie das Überlappen , die Vereinigung, die Differenzbildung und gegenseitige Ausschließung bestimmter Bereiche.

Bei graphischen Operationen ist es häufig erforderlich, zu bestimmen, ob ein gewisser Punkt der Bestimmungs-Bitkarte (welcher dementsprechend auf dem Display angezeigt ist) innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt. Diese Funktion wird im allgemeinen mit "Punktzugehörigkeit" bezeichnet. Bei herkömmlichen Systemen erforderte die Bestimmung der Punktzugehörigkeit aufwendige Datenverarbeitungen und Rechnungen. Beispielsweise besteht ein herkömmliches Verfahren zur Bestimmung der Punktzugehörigkeit darin, die Winkel zwischen dem

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fraglichen Punkt und dem fraglichen Bereich zu berechnen und zu summieren. Beträgt die Winkelsumme 3 60 , so ist die Punktzugehörigkeit zur betreffenden Region festgestellt. Es versteht sich, daß ein solches Verfahren zur Bestimmung der Punktzugehörigkeit eine Vielzahl sich wiederholender Rechnungen erfordert und somit sehr zeitraubend ist.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Inversionspunkte ist es aber möglich, die Punktzugehörigkeit höchst einfach festzustellen. Gemäß Fig. 4a wird nach der Lehre der vorliegenden Erfindung die Liste der zuvor geordneten Inversionspunkte, welche den fraglichen Bereich bilden, von oben nach unten abgetastet. Weist ein Inversionspunkt eine Vertikal-Koordinate auf, die größer oder gleich ist als die Vertikal-Koordinate des fraglichen Punktes (Punkt "P" in Fig. 4a), und hat die Horizontal-Koordinate des Inversionspunktes einen Wert, der kleiner ist als der des Punktes "P", so wird bezüglich einer Variablen festgestellt, ob sie "richtig" oder "falsch" ist (welche ursprünglich z. B. als "falsch" angesetzt war). Deshalb wird jedesmal dann, wenn ein Inversionspunkt oberhalb und links des fraglichen Punktes nachgewiesen wird, der Zustand der wahr/falsch-Variablen umgeschaltet. Ist also nach Abtasten der Liste von Inversionspunkten, welche den Bereich definieren, die Variable auf dem Wert "wahr" (d. h. daß eine ungerade Anzahl von Zustandsänderungen stattgefunden hat),so liegt der fragliche Punkt (z. B. der Punkt "P") in dem bestimmten Bereich. Ist aber die Variable auf dem Wert "falsch" (d. h. daß entweder gar keine Zustandsänderung erfolgt ist oder aber eine gerade Anzahl derselben),so gehört der Punkt nicht zu dem Bereich. Auf diese Weise ist ein schnelles und wirkungsvolles Verfahren zur Bestimmung der Punktzugehörigkeit unter Verwendung der Inversionspunkte durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt, was mit den Verfahren nach dem Stand der Technik nicht möglich war.

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Durch die Verwendung der geordneten Listen von Inversionspunkten ist auch ein höchst einfaches Mittel bereitgestellt, um die Inhalte einer jeden Raster-Abtastzeile auf dem Monitor 34 darzustellen. Gemäß Fig. 5 ist ein Abschnitt des Speichers 40 (siehe Fig. 2) als ein Einzellinien-Abtastzeilen-Puffer vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dieser Abtastzeilen-Puffer von ausreichender Kapazität, so daß jede horizontale Zeile von Bildpunkten des Bildschirmes oder einer anderen Anzeigeeinrichtung mit einem Bit im Puffer repräsentiert werden kann. Ein zuvor mittels einer geordneten Liste von Inversionspunkten definierter Bereich kann durch Bit-Zustände innerhalb des Abtastzeilen-Puffers repräsentiert werden. Für jede der in Fig. 5 mit V , V., V_... V ₊₁ bezeichneten horizontalen Zeiler./ welche auf dem Bildschirm 3 4 •erscheinen, existieren Inversionspunkte, deren Vertikal-Koordinaten der bestimmen Horizontal-Zeile entsprechen (welche gerade abgetastet wird), wobei der Inversionspunkt durch einen geänderten Bit-Zustand mit den entsprechenden Koordinaten in dem Abtastzeilen-Puffer repräsentiert ist (z. B. durch eine "1", wenn die Abtast-Zeile ursprünglich mit den Werten "0" versehen ist). Alle Bits zwischen Paaren von Inversionspunkten in der Abtastlinie 155 werden sodann invertiert, so daß eine richtige Repräsentation des sichtbar zu machenden Bereiches mittels der geordneten Liste von Inversionspunkten erzeugt wird. Auf diese Weise ist es möglich, wie in Fig. 5 gezeigt, durch Abtasten jeder auf dem Display anzuzeigenden Horizontal-Zeile jeglichen Bereich horizontal und sequentiell "in Scheiben zu schneiden", deren Stärke einer Abtastlinie entspricht.

Wie weiter unten näher ausgeführt werden wird, ermöglicht es die Verwendung eines Einzelraster-Abtastzeilen-Puffers, einen Bereich aus einer Ursprungs-Bitkarte 4 2 in eine Bestimmungs-Bitkarte 38 zu überführen, wobei er entsprechend "maskiert" ist, so daß ein beliebiger Bereich überführbar und bearbeitbar ist, was bei herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise dem "BitBlt" nicht möglich war, welches auf die Übertragung recht-

^: copy·'

winkliger Bereiche beschränkt ist.

Darüberhinaus ist festzustellen, daß die übertragung des Bereiches reversibel ist. Ist ein Bereich in einem Einzellinien-Abtastpuffer repräsentiert, so ist es möglich, einen geordneten Satz von Inversionspunkten in Umkehrung des vorbeschriebene Verfahrens dadurch zu definieren, daß Inversions-Zustände auf dem Puffer festgelegt werden, wenn der Puffer einen Bereich von oben (V..) nach unten (V ₊₁) abtastet. Die Position der Inversionspunkte ist leicht festzustellen, da dieser Ort derjenige ist, wo ein Bit-Zustandswechsel ermittelt wird (z. B. eine "1", wobei das nächste Bit den Wert "0" hat). Insbesondere ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, den Ort eines Inversionspunktes höchst einfach mittels einer "Exklusiv-ODER Operation" zwischen den Inhalten der gerade abgetasteten Zeile (z. B. V₃) und den Inhalten der zuvor abgetasteten Zeile

(z. B. V„) bestimmen. Dabei werden die Abschnitte von Be-2 1.

reichen, welche beim Durchlaufen aufeinanderfolgender Vertikal-Abtastlinien ohne Wechsel bleiben, insofern ignoriert, als die Gleichförmigkeit des Inhaltes beim Wechsel von einer vertikalen Abtast-Zeile zur nächsten anzeigt, daß keine Inversionspunkte vorliegen. Darüberhinaus sind die horizontalen Positionen von Inversionspunkten dadurch bestimmbar, daß die resultierende "Exklusiv- ODER Abtastlinie" um 1 Bit nach rechts geschoben wird wonach eine weitere "Exklusiv- ODER Operation" durchgeführt wird. War beispielsweise das Ergebnis einer "Exklusiv- ODER -Operation" zwischen den Abtastzeilenpuffern V und V __1nl -i irjoi 1 so ergibt sich nach Verschieben des Ergebnisses um 1 Bit nach rechts und Ausführung einer anderen "Exklusiv- ODER" -Operation das Resultat:

01110011
00111001(1)

01001010 - Inversionspunkt - Positionen

für die Abtastlinie V .

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-2Q-

Dcm Fachmann werden die durch einen Computer 20 auszuführenden Befehl bekannt sein, mittels welcher zu bestimmen ist, wo in einem Abtastzeilen-Puffer ein Zustandswechsel existiert.

Die Verwendung eines Einzellinien-Abtastpuffer zur systematischen Repräsentation der Inhalte von Eiereichen ermöglicht es, die oben beschriebenen Operationen wie Vereinigung, Überlappung etc. leicht durchzuführen. Die in Fig. 4b gezeigte Überlappungs-Operation ergibt beispielsweise eine Inversionspunkt-Repräsentation der schattierten Fläche und wird mittels einer "UND"-Operation bezüglich der beiden überlappenden Bereiche "A" und "B" erreicht. In Fig. ist ein Abtastlinien-Puffer--.für jeden Bereich "A" und "B" definiert. Für jede horizontale Raster-Zeile des Bildschirmes repräsentiert der zugehörige Abtastzeilen-Puffer den Inhalt eines jeden Bereiches in Binär-Form. Die Inhalte eines jeden Abtastzeilen-Puffers werden sodann verarbeitet, um die gewünschte Funktion zu erhalten. Im in Fig. 4b gezeigten Fall würden die Inhalte mittels einer "UND"-Operation zusammengeführt, so daß eine zusammengesetzte Abtastzeile entsteht. Ist beispielsweise das Ergebnis für die vertikale Position V.:

"A" Abtastzeile = 11111100 "B" Abtastzeile = 10010001,

dann wäre die zusammengesetzte Abtastzeile nach einer "UND"-Operation: 10010000. Darüber wird eine identische "UND"-Operation für jede horizontale Zeile V durchgeführt, welche jeweils einen Bereich aufweisen. Das Ergebnis dieser Operationen ist eine zusammengesetzte Repräsentation des resultierenden, in Fig. 4b gezeigten Schnittbereiches "C", wobei zeilenweise abgetastet wird. Die Position der den schattierten Bereich "C" bildenden Inversionspunkte kann sodann mit bekannten Techniken, v/ie beispielsv/eise "Exklusiv-ODER"-Operationen, extrahiert werden.

In ähnlicher Weise wird eine "ODER"-Operation zwischen zwei Be-

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- Zureichen dazu benutzt, eine Vereinigung gemäß Fig. 4c zu erreichen. Um die in Fig. 4d skzizzierte "Differenz" zu erzielen, müßte zwischen den beiden Bereichen die Operation (nicht "S") UND "R" durchgeführt werden, wodurch der Zustand aller Binär-Werte, welche in dem "S"-Abtastzeilen-Puffer repräsentiert sind, invertiert wird bevor die "UND"-Operation zwischen dem Inhalt und dem Inhalt des "R"-Abtastzeilen-Puffers durchgeführt wird.

Schließlich wird die in Fig. 4e gezeigte "Exklusiv-Oder"-Operatic: einfach derart erreicht, daß bezüglich der Abtastzeilen-Pufferinhalte eines jeden Bereiches die "Exklusiv-ODER"-Operation in entsprechender Weise wie oben die "UND"-Operation durchgeführt wird. Es ist dem Fachmann klar, daß durch die Verwendung der geordneten Reihen von Inversionspunkten die "Exklusiv-ODER"-Operationen trivial sind. Die Operation ist beispielsweise derart ausführbar, daß die Inversionspunkt-Listen der Bereiche "T" und "U" der Fig. 4e zusammengefügt und sortiert werden, wobei jeder Punkt aussortiert wird, der in beiden Bereichen die gleichen Koordinaten aufweist. In anderen Worten: Der Computer 20 behandelt die geordneten Reihen von Inversionspunkten, welche die Bereiche "T" und "U" definieren, als eine lange Liste und sortiert alle Inversionspunkte von links nach rechts und von oben nach unten, wie zuvor beschrieben wurde. Die resultierende Liste von Inversionspunkten repräsentiert einen Bereich, dessen Punkte entweder in dem Bereich "T" oder in dem Bereich "U" ^; liegen, aber nicht in beiden.

Es versteht sich, daß eine Vielzahl anderer Operationen sowie Kombinationen von Operationen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Inversionspunkt- und Abtastzeilen-Puffer-Methode ausführbar sind, welche bisher nicht möglich waren.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 wird nunmehr beschrieben, wie mit

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-Vk-

der vorliegenden Erfindung unter Benutzung einer Abtastzeilen-Maske ein beliebiger Bereich abgrenzbar ist. Ein zuvor definierter Bereich 160, welcher in eine geordnete Liste von Inversionspunkten konvertiert ist, wird als "Maske" benutzt, mit welcher alle zusätzlichen auf dem Display erscheinenden Bilder verglichen werden, bevor die Bestimmungs-Bitkarte 38 erstellt wird. Gemäß Fig. 9 wird häufig gewünscht, daß mehrere Bereiche mit einer vorbestimmten Vorrangigkeit überlappen. Wie dargestellt, können Ordner-Bögen einander überlappen, wobei Texte auf jedem dargestellten Bogen vorgesehen sind. Auch können beliebige andere Bereiche in dieser Art angezeigt werden. Herkömmliche Verfahren, wie beispielsweise das"BitBlt"-Verfahren, waren aber beschränkt auf die Abgrenzung rechtwinkliger Bereiche. Dies ist eine erhebliche Einschränkung der Brauchbarkeit dieser herkömmlichen Verfahren, welche noch dadurch weiter eingeschränkt wird, daß sie nur in der Lage waren, jeweils das oberste Fenster (z. B. Blatt 210 in Fig. 9) zu bearbeiten.

Wie in Fig. 7 schematisch gezeigt ist, werden andere Bereiche, wie beispielsweise Muster oder Zeichen, mit der Bitkarten-"Maske" existierender Bereiche zeilenweise verglichen, welche gerade angezeigt sind. Wie unten näher ausgeführt werden wird, ist es möglich, durch Definition von Bereichs-Operatoren verschiedene Maskierungs-Vorrangigkeiten zu bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, Muster und auch Schriftzeichen oder andere Zeichensymbole in einem beliebigen Bereich unterzubringen. Die "Bereichs-Begrenzung" wird gemäß den Bereichs-Operatoren derart durchgeführt, daß Abschnitte sich überlappender Bereiche selektiv angezeigt werden.

Entsprechend Fig. 8 wird jede Ursprungs-Bitkarte 42, welche beispielsweise ein Bild, ein Zeichen, ein Schriftzeichen oder dergleichen enthalten kann, welche auf dem Bildschirm gezeigt werden sollen, "in Scheiben geschnitten" und entsprechend den obigen Ausführungen in einen Einzellinien-Abtastpuffer überführt.

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Auf diese Weise wird jeder anzuzeigende Bereich mittels eines Einzellinien-Abtastpuffer repräsentiert, welcher horizontal die Ursprungs-Bitkarte 4 2 abtastet und eine Binär-Repräsentation des Ursprungs-Bereiches durch die richtige Anordnung der Inversionspunkt-Positionen entlang dem Puffer erzeugt.

Die gerade auf dem Display erscheinenden Bereiche bilden einen Bitkarten-Masken-Bereich, mit welchem die neu auf dem Bildschirm anzuzeigenden Bereiche verglichen werden. Genau wie die neu hinzuzufügenden Ursprungsbereiche werden auch die existierenden, angezeigten Bereiche in eine Einzel-Linien-Abtastmaske transformiert, welche die Inhalte des Bestimmungsbereiches in binärer Form repräsentiert. In Abhängigkeit von der gewählten Ubertragungsart wird jede Abtastzeile des neuen Bereiches selektiv auf die Bestimmungs-Bitkarte 38 überführt und auf dem Bildschirm 24 gezeigt.

Die gewählte Übertragungsart ist eine Funktion des gewünschten Ergebnisses. Bereichsoperatoren schließen die Funktionen ODER, UND, Exklusiv-ODER, NEIN und jegliche Kombination davon ein. Sind die Werte der gerade bearbeiteten Abtastzeilenmaske für die Zeile V. auf dem Bildschirm 01101010 und des gerade bearbeiteten Ursprungs-Abtastzeilen-Puffers für V. 01100110, so stellt sich das nach einer "UND"-Operation auf dem Bildschirm 34 erzeugte Resultat wie folgt da:

01101010 - Inhalte des Abtastzeilen-Maskenpuffer=

(UND) 01100010 - Inhalte des Ursprungs-Abtastzeilen-

puffers

01100010 - Inhalte der Bestimmungs-Bitkarten-

Abtastzeile, welche auf dem Bildschirr erscheinen soll.

Somit werden nicht alle Abschnitte des neuen Ursprungs-Bereichs auf dem Display erscheinen, so daß er in Abhängigkeit

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vom gewählten Ubertragungsoperator "abgeschnitten" ist. Es sei hinzugefügt, daß die im einzeln vorliegende Form der bearbeiteten Bereiche keinen Einfluß auf das erfindungsgemäße Verfahren hat. Mittels der Inverionspunkte und der Einzellinien-Abtastpuffer ist es möglich, einen beliebigen Bereich zu definieren, zu maskieren und zu übertragen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel· sind drei getrennte Abtastzeilen-Maskenpuffer vorgesehen, mit welchen ein neuer Ursprungs-Bereich verglichen wird. Eine "Benutzer-Bereich"-Maske enthält den gerade auf dem Display gezeigten Bereich, welchen der neu hinzukommende Bereich, soweit er übertragen wird, beeinflußt. Eine "Sichtbereichs"-Maske ist definiert als der sichtbare Abschnitt eines gerade auf dem Display dargestellten Bereiches (z. B. Blatt 200 in Fig. 9). Der "Abschneidebereich" weist den sichbaren Abschnitt des Benutzer-Bereichs auf, mit welchem der neue Ursprungs-Bereich beschnitten wird, so daß nur ein Abschnitt des Ursprungs-Bereiches übertragen wird. Somit passiert ein neuer Ursprungs-Bereich, der von der Ursprungs-Bitkarte 4 2 auf die Bestimmungs-Bitkarte 38 übertragen wird, ein Filter, das drei Abtastzeilen-Maskenpuffern entspricht. Dabei wird jede Abtastzeilenmaske mit einer anderen über eine "UND"-Operation verbunden und die zusammengefügte Abtastzeilen-Maske wird sodann dazu verwendet, die neuen Bereiche zu maskieren.

In Fig. 9 ist ein Beispiel eines auf dem Bildschirm 34 angezeigten, mit der vorliegenden Erfindung erhaltenen Ergebnisses dargestellt. Der Bereich 200 wurde ursprünglich durch eine Bedienungsperson definiert und im Speicher 26 mit einer geordneten Liste von Inversionspunkten gespeichert. Durch die Bestimmung eines geeigneten Bereichs-Operators (wie oben beschrieben) wurden Bereiche 210 und 240 auf dem Display dargestellt, so daß es nunmehr so scheint, als läge der Bereich 200 zwischen den Bereichen

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210 und 240. Entsprechend ist auf jedem Blatt ein Text vorgesehen und die Bereichsbegrenzung unter Verwendung der obenbeschriebenen Abtastzeilen-Maskierungsmethode gewährleistet, daß nur die Abschnitte eines jeden Bereiches auf dem Display erscheinen, welche auch bei Verwendung von gegenständlichen Blättern sichtbar wären.

Zwar bezieht sich das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel auf eine Binär-Darstellung auf dem Bildschirm 34, welche deshalb nur die Werte schwarz und weiß aufweist, doch ist dem Fachmann klar, daß auch für Farbbilder eine entsprechende Inversionspunkt- uiid Abtastzeilen-Maskierung möglich ist. Um beispielsweise die Farben Rot, Grün und Blau zu erzeugen, sind drei Inversionspunkt-Repräsentationen für einen Bereich verwendbar, wobei jeder einer Farbe entspricht. Die Existenz eines Inversionspunktes in einem Farb-Bereich kann also selektiv eine: bestimmten Farb-Strahl in einer Farb-Fernsehröhre aktivieren. Entsprechend können unterschiedliche Farben durch die entsprechende Kombination dreier Inversionspunkt-Repräsentationen für jeden im Speicher gespeicherten Bereich erhalten werden.

Zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren ist keine besondere Programmsprache angegeben worden. Dies ergibt sich teilweise daraus, daß nicht alle Programmsprachen jedermann zugänglich sind. Jeder Benutzer eines bestimmten Computers wird eine bestimmte Programmsprache beherrschen, die seinen persönlichen Bedürfnissen entspricht. Es hat sich gezeigt, daß eine Assemblersprache für die vorliegende Erfindung besondo geeignet ist, welche einen Objektcode bereitstellt, der von der Maschine ausführbar ist.

Da die Erfindung mit unterschiedlichen Computer- und Monitorsystemen ausführbar ist, welche jeweils unterschiedliche Baugruppen aufweisen, sind keine detaillierten Programme aufgelist Die angegebenen Verfahrensschritte geben dem Fachmann unmittel-

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bar die Möglichkeit, die Erfindung gemäß seinen besonderen Bedürfnissen auszuführen.

Es werden ein höchst vorteilhaft mit einem. Digital-Computer einsetzbares Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgestellt. Die erfindungsgemäße Verwendung von Inversionspunkten und Abtastzeilen-Maskierüngen ermöglicht es, einen beliebigen Bereich mit größerer Geschwindigkeit als mit bekannten Verfahren zu definieren, zu manipulieren und zu übertragen.

Zwar wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren 1 - 9 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, doch versteht sich, daß diese Figurendarstellungen nur illustrativ sind und die Erfindung nicht begrenzen. Die vorliegende Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo graphische Darstellungen auf einem Bildschirm oder einer anderen Anzeigeeinrichtung erwünscht sind.

Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER D 4300 BSSSNM AJvrRUJ-iRS"i PJi-J" ι -"TEL . (02 ΟΙ) 4126

Ansprüche

• 1 .· Anzeigevorrichtung für Computer-Daten, gekennzeichnet durch, ein Bildgerät (34) mit einem Display, d?.s eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, die selektiv freigegeben werden; einen Speicher (26, 32) zum Speichern einer Vielzahl von Inversionspunkten, die jeweils eine einem Bildelement zugeordnete Koordinate aufweisen, wobei jeder Inversionspunkt eine durch zueinander senkrecht stehende, sich vom Bildelement, wegerstreckende Linien abgegrenzte Kontrast-Fläche definiert; eine mit dem Speicher (26, 32) gekoppelte Verarbeitungseinrichtung (22, 24, 26) zum Freigeben der BiIdelemente und zum Erzeugen der Kontrast-Flächen auf dem Display, wobei der Kontrast einer Fläche jeweils eine Funktion der Koordinaten der zuvor angezeigten Inversionspunkte ist, so daß ein Bereich mit einer Mehrzahl von Inversionspunkten dadurch auf dem Bildgerät (34) zur Anzeige bringbar ist, daß die entsprechenden Bildelemente freigegeben und die zugehörigen Kontrast-Flächen erzeugt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildgerät (34) eine Vielzahl von Raster-Abtastzeilen aufweist, welche das Display bilden.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 24, 26) eine Leseeinrichtung aufweist, mittels welcher die Inversionspunkte in der Reihenfolge aus dem Speicher (26) ablesbar sind,-

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in der die zugehörigen Bildelemente auf dem Display abgetastet werden.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (22, 24, 26) eine Sortier-Einrichtung aufweist, mittels welcher die Inversionspunkte in eine geordnete Reihenfolge entsprechend einer vorbestimmten Regel sortierbar sind, wobei die so geordnete Reihe von Inversionspunkten im Speicher gespeichert wird.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabe-Einrichtung (22, 30) vorgesehen ist, welche mit der Verarbeitungseinrichtung (24) derart gekoppelt ist, daß ein zur Anzeige zu bringender Bereich in den Speicher (26) eingebbar ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (24) weiterhin Einrichtungen zur Bestimmung des Ortes der Inversionspunkte aufweist, um die Koordinaten der den eingegebenen Bereich definierenden Inversionspunkte zu bestimmen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Bestimmung des Ortes der Inversionspunkte eine Diagonal-Linie repräsentieren, die einen Abschnitt eines eingegebenen Bereiches bildet in Form einer Vielzahl von Inversionspunkt-Paaren, welche eine Reihe von horizontalen Zeilen-Segmenten bilden, die einen vertikalen Abstand zueinander einnehmen.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungs-Einrichtung (24) weiterhin Logik-Elemente aufweist, um logische Operationen zwischen den geordneten Reihen von Inversionspunkten auszuführen, welche zumindest zwei Bereiche

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definieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen Operationen die Funktionen "UND", "ODER", "NEIN" und "EXKLUSIV ODER" umfassen.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Einrichtungen eine Bestimmungs-Bitkarte (38) im Speicher (26) aufweisen, welche eine Vielzahl von Inversionspunkten repräsentiert, welche ihrerseits die gerade auf dem Raster-Abtastdisplay

(34) angezeigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (26) zumindest eine Ursprungs-Bitkarte (42) vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von Inversionspunkten repräsentiert, welche ihrerseits Bereiche repräsentieren, von denen zumindest ein Abschnitt zur Bestimmungs-Bitkarte (38) übertragbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (26) zumindest ein Abtastzeilen-Puffer definiert ist, welcher eine ausreichende Kapazität aufweist, um mit einer entsprechenden Bit-Zahl alle Bildelemente zu repräsentieren, welche entlang einer Abtast-Zeile des Displays angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Einrichtung sequentiell die Inversionspunkte aus der Ursprungs-Bitkarte (42) abliest und eine Repräsentation des genannten Bereiches im Abtastzeilen-Puffer erzeugt, wodurch eine Abtastung des Bereiches in der Ursprungs-Bitkarte (42) erfolgt, welche jeweils einer Abtastzeile im Display (34) entspricht.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (2,6) zumindest ein Abtastzeilen-Maskierungspuffer vorgesehen ist, welcher eine sequentielle Abtastung der Bestimmungs-Bitkarte (38) ermöglicht, so daß der Inhalt des Abtastzeilen-Maskierungspuffers einen in der Bestimmungs-Bitkarte (38) gespeicherten Bereich in derjenigen Reihenfolge repräsentiert, in welcher er durch das Bildgerät (34) abgetastet wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Vergleichen der Inhalte des Abtastzeilen-Maskierungspuffers und -des Abtastzeilenpuffers vorgesehen sind, so daß vor der Übertragung des Inhaltes des Abtastzeilenpuffers aus der Ursprungs-Bitkarte (42) in die Bestimmungs-Bitkarte (38) zum Anzeigen der Inhalt des Abtastzeilenpuffers mit dem Inhalt des Abtastzeilen-Maskierungspuffers für jede Abtastzeilen-Position des Bildgerätes (34) verglichen wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Steuern der Vorrangigkeit vorgesehen sind, um einen durch den Benutzer vorzubestimmenden Rang zwischen den Inhalten des Abtastzeilen-Maskierungspuffers und des Abtastzeilenpuffers festzulegen, welcher sich aus dem Vergleich mittels der Einrichtungen zum Vergleichen ergibt, und um diejenigen Daten des Abtastzeilenpuffers in die Bestimmungs-Bitkarte (38) für die Anzeige zu übertragen, welche Vorrang haben.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16_, dadurch gekennzeichnet, daß jeder in den Speicher (26) eingespeicherte Bereich durch zumindest zwei Inversionspunkte definiert ist, welche gleiche Koordinaten in unterschiedlichen Bitkarten aufweisen, wobei die Inversionspunkte jeweils unterschiedlichen Farben entsprechen, die auf dem Display erscheinen sollen.
18. Verfahren zum Erzeugen und Bearbeiten von graphischen Darstellungen auf einem Computer-gesteuerten Display, welches

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eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, die jeweils selektiv aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher im Computer vorgesehen ist zum Speichern einer Vielzahl von Inversionspunkten, die jeweils eine einem Bildelemente zugeordnete Koordinate aufweisen, wobei jeder Inversionspunkt eine durch zueinander senkrecht stehende, sich vom Bildelement wegerstreckende Linien abgegrenzte Kontrast-Fläche definiert; daß ein Bereich mit einer Vielzahl von Inversionspunkten in den Speicher eingegeben wird; daß die den Bereich bildenden Inversionspunkte derart auf dem Display zur Anzeige gebracht werden, daß die entsprechenden Bildelemente auf dem Display aktiviert werden und die Kontrastflächen auf dem Display erzeugt werden, wobei der Kontrast der Anzeige eine Funktion der Koordinaten des zuvor angezeigten Punktes ist; so daß der Bereich durch die Anzeige der Inversionspunkte wiedergegeben ist, welche den Bereich bilden und die zugehörigen Kontrastflächen auf dem Display erzeugen.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bereich definierenden Inversionspunkte identifiziert und im Speicher gespeichert werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 Oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildgerät eine Vielzahl von Raster-Abtastzeilen aufweist, welche die Bildelemente des Displays enthalten.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bereich definierenden Inversionspunkte aus dem Speicher in derjenigen Reihenfolge ausgelesen werden, in welcher sie auf dem Display abgetastet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß beim Speichern die Inversionspunkte nach einer vorbestimmten Regel in einer Reihenfolge sortiert werden.

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23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortier-Regel besagt, daß die Inversionspunkte entsprechend ihren Koordinaten sortiert werden, so daß sie in der Reihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten angeordnet sind.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Identifizierung eine Diagonal-Linie des Bereichs mit einer Vielzahl von Inversionspunkt-Paaren gebildet wird, welche eine Reihe von horizontalen Zeilen-Segmenten bilden, die einen vertikalen Abstand zueinander einnehmen.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastzeilen-Puffer in dem Speicher definiert wird und daß die Lese-Einrichtung sequentiell eine Repräsentation des Bereiches in dem Abtastzeilen-Puffer erzeugt, welche jeder Abtast-Zeile des Displays entspricht.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher ein Abtastzeilen-Maskierungspuffer vorgesehen wird, welcher sequentiell eine Repräsentation eines anzuzeigenden Bereiches derart bildet, daß der Inhalt des Abtastzeilen-Maskierungspuffers jeweils einer Abtastzeile des Displays entspricht.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhalte des Abtastzeilenpuffers mit den Inhalten des Abtastzeilen-Maskierungspuffers verglichen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Rangfolge zwischen den Inhalten des Abtastzeilenpuffers und des Abtastzeilen-Maskierungspuffers derart festgelegt wird, daß nur ausgewählte Anteile des Inhaltes des Abtastzeilenpuffers auf dem Display erscheinen.

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29. Verfahren zum selektiven übertragen von Daten aus einem ersten Ort in einem Computer-Speicher in einen zweiten Ort in diesem Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher ein Einzelzeilen-Abtastpuffer definiert wird, welche] die Daten des ersten Ortes sequentiell repräsentiert; daß ein Einzelzeilen-Maskierungspuffer in dem Speicher definiert wird, welcher sequentiell Daten des zweiten Ortes repräsentiert; daß die Inhalte des Abtastzeilenpuffers mit den Inhalten des Abtastzeilen-Maskierungspuffers vor der Übertragung der Inhalte des Abtastzeilenpuffers auf den zweiten Ort miteinander verglichen werden; daß eine Rangfolge zwischen den Inhalten des Abtastzeilenpuffers und des Abtastzeilen-Maskierungspuffers derart vorgegeben wird, daß nur ausgewählte Daten aus dem Abtastzeilenpuffer Vorrang haben und zum zweiten Ort übertragen werden; so daß Daten selektiv vom ersten zum zweiten Ort übertragen werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ort eine Vielzahl von Bits aufweist, die jeweils einem Bildelement eines Displays entsprechen.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten des zweiten Ortes auf dem Display angezeigt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastzeilenpuffer die Daten sequentiell am ersten Ort in derjenigen Reihenfolge repräsentiert, in welcher sie auf dem Displaysystem angezeigt werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastzeilen-Maskierungspuffer sequentiell Daten an dem zweiten Ort in derjenigen Reihenfolge repräsentiert, in welcher sie auf dem Display angezeigt werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten an jedem der beiden Orte repräsentativ für zumin-

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dest einen Bereich sind, welcher eine Vielzahl von Inversionspunkten aufweist, deren Koordinate jeweils einem Bildelement des Displays entspricht, wobei jeder Inversionspunkt eine durch zueinander senkrecht stehende, sich vom Bildelement wegerstreckende Linien eine Kontrast-Fläche definiert.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Orte der den Bereich definierenden Inversionspunkte dadurch bestimmt werden, daß horizontale Zeilen-Segmente aus dem Bereich abgetastet werden und daß Inversionspunkte definiert werden, deren Koordinaten den Endpunkten der Zeilen-Segmente entsprechen.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bereich definierenden Inversionspunkte nach einer vorgegebenen Regel sortiert werden.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmt wird, ob ein bestimmter Punkt innerhalb eines Bereiches liegt, welcher durch eine geordnete Reihe von Inversionspunkten definiert ist, wobei die Inversionspunkte derart sortiert sind, daß ihre Reihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten gegeben ist und wobei zumindest ein Kennzeichenbit in dem Speicher definiert wird, welches anfänglich in einem ersten Zustand ist und die geordnete Reihe von Inversionspunkten abgetastet wird, wobei das Kennzeichenbit jedesmal dann seinen Zustand ändert, wenn ein Inversionspunkt der Reihe eine Vertikal-Koordinate aufweist, die größer oder gleich ist der Vertikal-Koordinate des bestimmten Punktes und die Horizontal-Koordinate kleiner ist als die des bestimmten Punktes; wonach der Zustand des Kennzeichenbits festgestellt wird.