DE2701891C2

DE2701891C2 -

Info

Publication number: DE2701891C2
Application number: DE2701891A
Authority: DE
Inventors: Josef S. Cupertino Calif. Us Sukonick; Greg J. San Jose Calif. Us Tilden
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: CADTRAK CORP SUNNYVALE CALIF US
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1987-07-09
Also published as: JPS5290232A; FR2338531A1; JPS59131982A; JPS6250872B2; GB1541919A; FR2338531B1; JPS619666B2; DE2760261A1; DE2760260C2; DE2760260A1; DE2760261C2; JPS6361711B2; JPS6250873B2; US4070710A; JPS6277683A; DE2701891A1; JPS59131983A; JPS59131978A

Description

Die Erfindung betrifft eine an einen Rechner anschließbare Raster- Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Eine derartige Raster-Anzeigevorrichtung ist bekannt aus "VDI Series VIDEO/DMA INTERFACE UNIT device specification manual", Interpretation Systems Inc., Lawrence, Kansas, USA, September 1975. Dort wird zum Speichern von Bilddaten ein Rasterspeicher mit wahlfreiem Zugriff (Magnetkernspeicher oder integrierte Schaltungen) benutzt, und auf dem Bildschirm können Daten aus einem beliebig wählbaren Block variabler Größe des Rasterspeichers dargestellt werden.

Demgegenüber wird durch das Kennzeichen von Anspruch 1 die Aufgabe gelöst, eine Raster-Anzeigevorrichtung nach dem Oberbegriff derart zu verbessern, daß auf dem Bildschirm gleichzeitig Daten aus zwei verschiedenen Blocks des Rasterspeichers dargestellt werden können.

Zu diesem Zweck enthält das Videosteuergerät zwei Speicher zum Aufnehmen von Lesesteuerbefehlen sowie eine damit zusammenwirkende Lese- Einrichtung, so daß die zur Auslese von Daten aus mindestens zwei verschiedenen Bereichen des Rasterspeichers erforderliche unabhängige Adressierung in der erforderlichen Schnelligkeit während der Bildabtastung möglich wird.

Folgende bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet:

Nach Anspruch 2 kann die Lese-Einrichtung so ausgebildet sein, daß die Bildschirmanzeige quer zu den Rasterzeilen (im allgemeinen vertikal) unterteilt wird, wobei die Daten aus jedem der Speicherblöcke auf einer anderen Teilfläche des Bildschirms dargestellt werden. Bei dieser Ausgestaltung könnte beispielsweise der erste Datenblock eine Gesamtübersicht einer graphischen Skizze sein und ein weiterer Datenblock einen Bildausschnitt mit einem Detail daraus darstellen.

Nach Anspruch 3 kann ein Systemsteuergerät zum Einspeichern der Lesesteuerbefehle in die Steuerspeicher auf ein Unterbrechungssignal ansprechen, das durch eine Unterbrechungseinrichtung nach der Erzeugung von Rasterzeilen erzeugt wird, um neue Lesesteuerbefehle in die Steuerspeicher einzuspeichern. Die danach ausgelesenen s Rasterzeilen können dann Daten aus einem dritten und vierten Speicherblock darstellen, so daß die Anzeige insbesondere gemäß Anspruch 2 quer zu den Rasterzeilen und zusätzlich dazu noch parallel zu den Rasterzeilen unterteilt sein kann.

Nach Anspruch 4 kann die Lese-Einrichtung so ausgebildet sein, daß die Bildschirmanzeige parallel zu den Rasterzeilen (im allgemeinen horizontal) unterteilt wird, wobei die Daten aus jedem der Speicherblöcke auf einer anderen Teilfläche des Bildschirms dargestellt werden.

Nach Anspruch 5 kann die Bilderzeugung durch eine Oszillator & Video-Synchronisierschaltung gesteuert werden, die Signale für die Bildpunkterzeugung, die Rasterzeilenerzeugung und den Bildwechsel erzeugt.

Nach Anspruch 6 kann vorgesehen sein, daß die Anfangsadressen der angezeigten Speicherblöcke schrittweise verändert werden, so daß die Anzeige den Rasterspeicher scheinbar überstreicht. Dies ist bei der interaktiven Bildüberarbeitung von Vorteil, wenn ein Benutzer von einem Bildteil zum anderen übergehen möchte und dabei nicht die Orientierung verlieren soll.

Nach Anspruch 7 kann der für schrittweise Veränderung der Adressen erlaubte Bereich des Rasterspeichers begrenzt werden, so daß stets ein sinnvoller Teil des Rasterspeichers dargestellt wird.

Nach Anspruch 8 kann ein Signal zur Darstellung eines Zeigersymbols getrennt von der Erzeugung der Bilddatensignale erzeugt und mit den zur Darstellung des Bildes dienenden Videosignalen gemischt werden, so daß das Zeigersymbol ohne Modifizierung der Bilddaten angezeigt wird.

Nach Anspruch 9 kann zur vergrößerten Darstellung der in einem dargestellten Block enthaltenen Daten eine Maßstabssteuerung durch mehrfach wiederholte Darstellung der gleichen Daten an aufeinanderfolgenden Punkten einer Rasterzeile sowie mehrfache Wiederholung dieser Anzeige in aufeinanderfolgenden Rasterzeilen vorgenommen werden.

Nach Anspruch 10 können die gemäß Anspruch 9 aus einem Datenwert erzeugten größeren Gruppen von Bildpunkten sichtbar voneinander getrennt werden, indem eine oder mehrere der zu jeder Gruppe gehörigen Anzeigezeilen unterdrückt werden und innerhalb jeder angezeigten Zeile einer oder mehrere Bildpunkte jeder Gruppe unterdrückt werden.

Nach Anspruch 11 kann unabhängig von der Erzeugung der Bildsignale ein Gittersignal zur Darstellung eines Hintergrundgitters erzeugt werden, das den Benutzer bei der Interpretation des Bildes unterstützt.

Nach Anspruch 12 kann vorgesehen werden, daß das aus den Bilddaten erzeugte Videosignal während eines Teils jeder Punktperiode gelöscht wird, so daß ein für die Betrachtung günstiger Eindruck eines matten Bildhintergrundes entsteht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Raster-Anzeigevorrichtung;

Fig. 2 ein Diagramm der Organisation des in Fig. 1 gezeigten Rasterspeichers;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Systemsteuergeräts;

Fig. 4 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten Videosteuergeräts;

Fig. 5a und 5b Raster-Abtastzeilen nach dem Stand der Technik bzw. zerhackte Abtastzeilen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Bildschirmanzeige mit Hintergrundgitter;

Fig. 7a und 7b mögliche Beziehungen zwischen den Positionen von Datenwerten im Rasterspeicher und dazugehörigen Bildpunkten in der Anzeige;

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines festverdrahteten Schwenksteuergeräts; und

Fig. 9 ein Blockdiagramm von Teilen eines Videosteuergeräts für die Entwicklung von Farbvideo-Signalen.

Fig. 1 zeigt eine an einen Rechner 10 anschließbare Raster-Anzeigevorrichtung 16, ein graphisches Eingabegerät 12 und ein Tastatur-Eingabegerät 14. Der Rechner 10 und die dazugehörigen Eingabegeräte sind im allgemeinen bekannte Geräte, die hier nicht näher erläutert werden müssen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dient zur optischen Anzeige eine konventionelle Kathodenstrahlröhre (CRT) 18, stattdessen könnte aber auch jedes andere Anzeigegerät verwendet werden, das geeignet ist, vom System 16 erzeugte Rasterausgaben zu verarbeiten und anzuzeigen.

Zusätzlich zum Anzeigegerät 18 enthält die in Fig. 1 allgemein gezeigte Anzeigevorrichtung einen Rechnerkanaladapter 20, ein Systemsteuergerät 22, einen Rasterspeicher 28, ein Steuergerät 24 für den Rasterspeicher und ein Videosteuergerät 26. Der Kanaladapter dient als Zwischenglied zwischen dem Wirtsrechner 10, dem Steuergerät 22, Adressensammelleitungen 30 und Datensammelleitungen 32.

Das Systemsteuergerät 22 erhält Daten vom Rechner 10 durch den Kanaladapter 20. Es erzeugt auf einer Steuersammelleitung 33 ein erstes Steuersignal, welches das Steuergerät 24 mit dem Einschreiben von Anzeigedaten in den Rasterspeicher beginnen läßt, sowie ein zweites Steuersignal, welches das Videosteuergerät 26 zum Auslesen von Daten aus dem Rasterspeicher 28 und zu deren Übertragung an das Anzeigegerät 18 veranlaßt. Das Videosteuergerät 26 sendet über die Steuersammelleitung 33 ein Unterbrechungssignal zurück an das Systemsteuergerät 22, um anzuzeigen, daß das Ende einer Spur auf dem Bildschirm erreicht ist, und um weitere Information zu verlangen.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Rasterspeicher ein Speicher mit freiwählbarem Zugriff (RAM), der 2048 × 2048 Datenbits in 1-zu-1 Korrespondenz zu den Bildpunkten eines anzuzeigenden Bildes speichern kann. Fig. 2 veranschaulicht, daß der Rasterspeicher 28 in ein Feld von 16 Karten zerteilt ist, von denen jede 512 × 512 Speichereinheiten enthält. Diese Speichereinheiten sind als quadratische Matrix wie eine Landkarte der anzuzeigenden Information zu adressieren.

Das Rasterspeichersteuergerät 24 erhält Information vom Systemsteuergerät 22 in Form einer bestimmten Anzahl von Datenbytes, welche das Speichersteuergerät mit der Ausführung bestimmter Operationen beauftragen. Das Speichersteuergerät 24 adressiert dann den Rasterspeicher 28 über X- und Y-Adreßleitungen, welche zu einer Sammelleitung 34 gehören, spricht ein einzelnes Bit im Rasterspeicher 28 an und schreibt dahin eine "1", eine "0" oder komplementiert den dort stehenden Inhalt entsprechend der Exklusiv-Oder-Funktion (XOR). Die Datenübertragung vom Speichersteuerungsgerät 24 zum Rasterspeicher 28 läuft über eine Sammelleitung 36. Die zur Adressierung eines Blocks im Rasterspeicher 28 erforderlichen Daten werden als Kartenwähldaten bezeichnet und über eine Sammelleitung 38 übertragen.

Das Videosteuergerät 26 liest Daten aus dem Rasterspeicher 28 aus und verarbeitet sie zur Anzeige in einer ausgewählten Form. Die Daten werden parallel aufgenommen und zur Eingabe in das Anzeigegerät 18 in Serienform umgesetzt. Vom Systemsteuergerät 22 werden dem Videosteuergerät 26 Steuerinformationen zur Bildunterteilung und Maßstabsvergrößerung zugeführt. Jedes Bit im Rasterspeicher stellt gewöhnlich einen auf dem Bildschirm anzuzeigenden Punkt dar; alternativ kann die Anzeige jedoch so abgewandelt werden, daß jedes Bit im Rasterspeicher 28 eine Vielzahl von Bildpunkten auf dem Bildschirm darstellt. Dies ergibt eine vergrößerte Ansicht der gespeicherten Information. Das Videosteuergerät 26 erzeugt weiterhin Gittersignale zur Darstellung eines Hintergrundgitters sowie Zeigersignale zur Darstellung eines Zeigers auf dem Bildschirm 18.

Das Anzeigegerät 18 benutzt 6 Grauschattierungen bzw. -pegel; der Hintergrund hat einen Pegel, das Gitter zwei, der Zeiger noch einen anderen, die Daten einen fünften Pegel und Teilungsgrenzen einen sechsten. Diese Schattierungen bzw. Pegel werden durch verschiedene analoge Spannungen bewirkt, welche dem Anzeigegerät 18 zugeführt werden. Die Punktauflösung auf dem Anzeigeschirm beträgt 416 Punkt in jeder horizontalen Zeile und 312 Zeilen in vertikaler Richtung.

Während jeder Strahlrücklaufperiode unterbricht das Videosteuergerät 26 das Systemsteuergerät 22. Das Systemsteuergerät 22 bringt das Videosteuergerät 26 auf den neuesten Stand und kann während der Zeit nach dem Laden des Videosteuergeräts 26 Steuerinformation dem Speichersteuergerät 24 zuführen. Wenn z. B. Daten in das System vom Wirtsrechner 10 eingegeben worden sind mit dem Befehl, ausgehend von einer Stellle X-Y eine Linie einer bestimmten Art zu zeichnen, wird diese Information vom Systemsteuergerät 22 verarbeitet und entsprechende Befehle werden erteilt und dem Speichersteuergerät 24 zugeführt. Das Speichersteuergerät 24 nimmt Besetztzustand (BUSY) an und gibt Daten in den Rasterspeicher 28 ein, bis sein Auftrag vollständig erfüllt ist.

Der Kanaladapter 20 ist in bekannter Weise für direkten Zugriff zum Speicher des Rechners (10) ausgerüstet und weist übliche Sende- und Empfangsschaltungen, Kodeumsetzschaltungen, Busleitungstreiber und Pufferschaltungen zur Erfüllung der Schnittstellenfunktion auf.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Systemsteuergeräts 22. Dieses Gerät enthält drei Puffer 70, 72 und 74, welche als Pegelübersetzer und Isolatoren für ein Zentralsteuergerät 76 dienen. Die Puffer dienen dazu, außerhalb erzeugte Störungen vom Zentralsteuergerät 76 zu isolieren. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht das Zentralsteuergerät 76 aus einem INTEL 8080 Mikroprozessor (CPU), aber jeder andere geeignete Typ vom Mikroprozessor, Mikrorechner, Minirechner, Rechner oder sogar festverdrahteter Logik könnte an Stelle des 8080 benutzt werden, wobei hauptsächlich die Geschwindigkeit der Bildmodifikation gegenüber den Rechnerkosten in Betracht zu ziehen ist.

Eine Zustandsverriegelung 78 zur Überwachung der Steuersammelleitung 33 besteht aus einer Reihe von auf dem Markt verfügbaren Verriegelungsschaltungen. Eine Einrichtung 80 für Zentralsteuergerät-Speicher- Lesen/Schreiben (R/W) und Regenerierung dient zur Überwachung der Steuersammelleitung 33, des Zustands des Zentralsteuergeräts und der externen Speichersteuerung. Um ein bestimmtes Datenbyte aus ihrem Speicher 84 zu lesen, leitet die CPU ein Signal über einen Zweirichtungsdatenpuffer 82 und die Datensammelleitung 32 an die Lese/Schreib- und Regenerierschaltung 80 sowie an den Zentralsteuergerät-Speicher 84, welches bewirkt, daß das angeforderte Byte aus dem Speicher 84 über Datensammelleitung 32 und Zweirichtungsdatenpuffer 82 zur CPU 76 zurückgelesen wird. Die Anforderung zum Lesen eines Datenbytes wird während eines bestimmten Zyklusintervalls T 1 (solche Intervalle sind definiert im Gerätebedienungshandbuch Intel 8080 Microcomputer System Manual, Januar 1975) des Zentralsteuergerätes 76 im Zustandswort (status word) ausgegeben.

Als dynamischer Speicher muß der Speicher 84 regeneriert werden. Das geschieht mittels einer Regenerierungslogik in der Schaltung 80, durch Fortschalten eines Regenerieradreßregisters 86 und durch Betätigung eines Speicheradreßmultiplexers 88. Der Speicheradreßmultiplexer 88 schaltet periodisch die Adreßsammelleitung von der Eingabe in Speicher 84 ab und stattdessen das Regenerieradreßregister 86 an. Hierbei wird ein Regenerierungszyklus im Speicher 84 ausgelöst. Der Speicher 84 wird somit auf Zeitteilungsbasis von der CPU 76 gelesen und durch die Regenerierschaltung 80 regeneriert.

Die Regenerieradreßregister 86 sind eine Serie von Registern, deren Inhalt sich von 0 bis 64 schrittweise erhöht, und die zur Regenerierung des Speichers 84 dauernd im Zyklus arbeiten. Der Dreizustands- Adreßpuffer 90 setzt das Zentralsteuergerät 76 instand, eine bestimmte Zelle in seinem Speicher 84 zu adressieren, aber verhindert das Laden des Zentralsteuergeräts durch ein externes Signal aus der Adreßsammelleitung 30.

Das Blockdiagramm in Fig. 4 zeigt die Hauptbestandteile des Video- Steuergeräts 26 mit Ausnahme verschiedener Zeitgabe-Steuerblocks. Die Aufgabe des Video-Steuergeräts 26 besteht darin, den Rasterspeicher 28 zu adressieren, von dort Daten auszulesen, die sechzehn parallelen Datenbits in Serienform umzusetzen und dann das Anzeigegerät 18 über eine Videomischeinrichtung 150 zu betreiben. Dieses besondere Gerät enthält einen Grundoszillator und Synchronisierschaltungen für das Anzeigesystem. Der Block "Oszillator und Video-Synchronisierschaltungen" 152 in der Mitte des Diagramms enthält einen 40 MHz- Oszillator und eine Anzahl Zähler, welche die Ausgangsfrequenz des Oszillators in verschiedene, spezifizierte horizontale und vertikale Rücklauf-Signalfrequenzen und Zeitgabefrequenzen herunterteilen, die für den Betrieb des Anzeigegeräts im unverzahnten Rastabtast-Modus notwendig sind. Z. B. muß das Gerät für jede Zeile, welche auf dem Bildschirm gezeichnet wird, 416 Punkte (Bildelemente) erzeugen, und es gibt 312 Zeilen von der obersten bis zur untersten Zeile auf dem Bildschirm. Für eine 1-zu-1-Abbildung muß deshalb eine dieser Anzahl von Bildpunkten entsprechende Anzahl von Datenwerten aus dem abgebildeten Bereich des Rasterspeichers 28 ausgelesen werden. So entspricht bei der beschriebenen Ausführungsform im 1-zu-1-Maßstabsmodus jedes Datenbit in dem dargestellten Bereich des Rasterspeichers einem Punkt auf dem Bildschirm, der entweder erleuchtet oder nicht erleuchtet wird.

Die aus dem Rasterspeicher herausgelesenen Bits werden unter Steuerung durch eine mit der Steuersammelleitung 33 verbundene Zeitgabeeinrichtung 156 in ein Pufferregister 154 eingegeben. Wenn die Einrichtung 156 zur Datenaufnahme bereit ist, erzeugt sie ein Ladesignal zur Eingabe in das Pufferregister 154. Nachdem der Puffer geladen ist, erzeugt die Einrichtung 156 ein Schiebesignal zur Eingabe in eine Erster- herein/Erster-heraus (FIFO) Schaltung 158. FIFO 158 ist eine Schaltung, die Bits vom Pufferregister 154 aufnimmt und bewirkt, daß diese Bits zum Konverter 166 des FIFO 158 hingeschoben werden, so daß sie durch ein Schiebesignal 165 unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der neue Datenblöcke dem FIFO eingegeben werden, herausgenommen werden können. Das ist notwendig, weil die Daten zur Darstellung auf dem Bildschirm innerhalb einer festen Zeitspanne herausgenommen werden müssen. Gleichzeitig müssen Wörter laufend wieder in den Puffer 154 eingegeben werden, so daß das FIFO während einer Anzeigelinie nicht leer wird. Das FIFO schaltet die Möglichkeit einer Kollision zwischen Eingabe und Ausgabe von Daten aus.

Ein Video-Punkt-Taktgenerator 162 steuert das Auslesen der Daten, um jede anzuzeigende, horizontale Zeile Punkt-für-Punkt zu erzeugen. Der Generator 162 wird durch die Synchronisierschaltungen 152 mit Eingangssignalen über Sammelleitung 153 betrieben. Ein Bitzähler 164 spricht auf die Ausgangssignale des Generators 162 an und bewirkt das Ausschieben aus dem FIFO und Laden des Konverters 166.

Wenn der Zähler 164 auf Null gesetzt ist, gibt der Konverter 166 zuerst das niedrigstwertige Bit der im Register enthaltenen 16 Bit aus. Wenn die Grenze eines anzuzeigenden Datenblocks auf eine Wortgrenze im Speicher fällt, ist keine Verschiebung erforderlich. Wenn jedoch das Gerät in der Lage sein soll, den Rasterspeicher ohne Rücksicht auf Wortgrenzen abzutasten, müssen die der Videomischeinrichtung 150 übersandten Daten mit einem bestimmten, ausgewählten Bit anfangen, welches nicht notwendig das erste Bit eines Wortes zu sein braucht, wonach der Rest des 16-Bit-Wortes serienweise angezeigt werden muß. Das nächste 16-Bit Wort wird dann vom FIFO 158 aufgenommen und dessen Bits ebenfalls serienweise angezeigt usw. Diese Operation wiederholt sich für jede Videozeile.

Das beschriebenen Anzeigesystem weist eine Anzahl zusätzlicher Einrichtungen zum Erweitern der Anzeigemöglichkeiten auf, die nachfolgend kurz erläutert und anschließend näher beschrieben werden.

Weil wegen der begrenzten Anzahl der auf dem Bildschirm darstellbaren Bildpunkte nicht alle im Rasterspeicher gespeicherten Daten gleichzeitig angezeigt werden können, ist eine Adressiereinrichtung vorgesehen, durch die Daten aus einem frei wählbaren Datenblock ausgelesen werden können, dessen Größe der Anzeigekapazität des Bildschirmes angepaßt ist. Die entstehende Anzeige hat die Natur eines Sichtfensters, das den Blick auf den ausgelesenen Datenblock freigibt. Das angezeigte "Fenster" kann als Ausschnitt über eine sehr große Datenbasis bewegt werden. Es ist ein Befehl eingebbar, das "Fenster" an eine neue Stelle zu bringen, wodurch Adreßregister der Adressiereinrichtung so weitergeschaltet werden, daß ein neuer Abschnitt des Speichers gelesen und auf dem Bildschirm angezeigt wird. Das Weiterschalten kann selbsttätig in großen oder in sehr kleinen Schritten erfolgen, wobei im letzteren Falle die Vorstellung einer kontinuierlichen Bewegung und damit einer Schwenkbewegung hervorgerufen wird.

Die Adressiereinrichtung weist zwei getrennte Funktionseinheiten mit gleicher Adressierfähigkeit auf, die bei der Datenauslese derart miteinander synchronisierbar sind, daß die Darstellung auf dem Bildschirm in horizontaler oder vertikaler Richtung in Abschnitte unterteilt werden kann.

Weiterhin ist eine Einrichtung zur Maßstabssteuerung vorgesehen. Diese Einrichtung liest zur vergrößerten Darstellung eines Bildausschnittes Daten aus einem Datenblock, der den Bildausschnitt repräsentiert, derart mehrfach nacheinander aus, daß statt eines Bildpunktes mehrere benachbarte Bildpunkte aus jedem Datenwert erzeugt werden. Der vergrößert angezeigte Datenblock enthält weniger Anzeigedaten, als auf dem Bildschirm gleichzeitig darstellbar sind, und der Bildschirm wird durch die Erzeugung mehrerer Bildpunkte aus jedem Datenwert vollständig ausgefüllt.

Es ist weiterhin ein Gittersignalgenerator zum Erzeugen eines Hintergrundgitters für das angezeigte Bild, eine Einrichtung zum Einblenden eines Zeigersymbols sowie eine Einrichtung zur Modifikation des Bildhintergrunds vorgesehen.

Verwendung von Fenstern bzw. Ausschnitten

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Speicherkapazität des Rasterspeichers 2048 × 2048 Datenwerte von je 1 Bit Länge zur Darstellung jeweils eines Bildpunktes. Die zur Erzeugung der 312 × 416 auf dem Bildschirm darstellbaren Bildpunkte erforderlichen Daten werden mit Hilfe der X-Y-Adreßregister 184 durch eine Adressiereinrichtung als Block aus dem gespeicherten Datenvorrat ausgewählt und ausgelesen. Zu diesem Zweck ist ein V 1-Steuerspeicher 172 vorgesehen, der eine vom Systemsteuergerät übermittelte Anfangsadresse X₀, Y₀ zum Bestimmen eines Eckpunktes des anzuzeigenden Blocks speichert. Ein Lese-/Schreibsteuergerät 176 nimmt die Anfangsadresse vom Steuerspeicher 172 auf und erhält von der Oszillator- und Video-Synchronisierschaltung 152 drei Taktsignale zur Steuerung der Datenauslese.

Das erste Taktsignal weist für jeden Taktimpuls des zweiten Taktsignals soviele Taktimpulse auf, wie Bildpunkte pro Rasterzeile zu erzeugen sind, und das zweite Taktsignal weist für jeden Taktimpuls des dritten Taktsignals soviele Taktimpulse auf, wie Rasterzeilen pro Anzeigerahmen zu erzeugen sind. Lese-/Schreibsteuergerät 176 erzeugt aus der Anfangsadresse und diesen Taktsignalen die zur Datenauslese erforderlichen Adressen, welche an die X-Y-Adreßregister 184 übermittelt werden. Hierdurch wird im Rasterspeicher 28 zunächst eine horizontale Zeile beginnend mit der Adresse X₀, Y₀ gelesen, danach der X-Wert auf den Anfangswert X₀ zurückgesetzt und die nächste Zeile unterhalb der Zeile Y₀ gelesen und diese Operation so lange fortgesetzt, bis die erforderliche Datenmenge ausgelesen ist.

Die Adressiereinrichtung braucht vom Wirtsrechner nur ein neues Paar von X₀-, Y₀-Koordinaten, um das Bild zu ändern. Das Systemsteuergerät ist so zum Erzeugen neuer Anfangsadressen programmiert, daß dann die Anzeige ohne weitere Befehle vom Wirtsrechner 10 den Rasterspeicher 28 von der Ausgangsadresse X₀, Y₀ bis zu einer Endadresse X₀′, Y₀′ durchläuft. Der betrachtete Bereich des Speichers ändert sich nur um eine oder zwei Punktentfernungen pro Anzeigerahmen bzw. Halbbild (1/60 Sekunde = 1 Rahmen bzw. Halbbild), wobei die Illusion einer glatten, kontinuierlichen Bewegung entsteht und eine Fensteransicht des Rasterspeichers geliefert wird. Der Bildschirm erscheint wie eine elektronische "Kamera", die das im Rasterspeicher gespeicherte Bild überschwenkt.

Die Adressiereinrichtung erlaubt somit die Anzeige von nur einem Bruchteil der Höhe und Breite des gesamten Rasterspeicherfeldes mit Anfang an jedem gewählten X₀, Y₀. Wenn z. B. in Fig. 7a das Rechteck 320 die gesamte Rasterspeicherfläche von N × M Speicherplätzen und das Rechteck 322 den Teil der Speicherfläche darstellt, der auf dem Bildschirm angezeigt werden soll, so wird diese Fläche durch die Koordinaten der Ecke X₀, Y₀ identifiziert und enthält n ×m Speicherplätze; um nun die Anzeige auf die benachbarte Stellung 326 (durch gebrochene Linien gezeigt) zu richten, brauchen vom Wirtsrechner nur als Information die beiden neuen Koordinatenwerte der Ecke X₀′, Y₀′ geliefert zu werden. Das in Fig. 7a dargestellte N × M-Feld soll nicht bedeuten, daß der tatsächliche, physikalische Aufbau der Speicherplätze die Form einer rechteckigen Matrix hat, sondern nur, daß die Daten in dieser Weise adressiert, herausgelesen und angezeigt werden.

Bildschirmunterteilung

Bei vielen Anwendungen ist es wünschenswert, daß gleichzeitig Daten von verschiedenen Bereichen des Rasterspeichers oder Teile desselben Bereichs an verschiedenen Bildschirmpositionen angezeigt werden, um Arbeiten mit der Hand zu erleichtern. Das beschriebene System gestattet solche Unterteilungen des angezeigten Bildes. Zu diesem Zweck ist zusätzlich zu dem V 1-Steuerspeicher 172 ein V 2-Steuerspeicher 174 vorgesehen, der wie der Steuerspeicher 172 die Adresse für einen Eckpunkt eines anzuzeigenden Datenblocks des Rasterspeichers zu speichern vermag. Weiterhin ist eine X-Y-Aufteilungslogik 178 vorgesehen, die mit den V 1- und V 2-Steuerspeichern und dem Lese-/Schreibsteuergerät 176 zusammenwirkt, um nach Maßgabe von Steuerinformation aus den Speichern 172 und 174 die geteilte Anzeige zu erzeugen. Die Steuerspeicher 172 und 174, die zusätzlich noch mit einer später zu beschreibenden Einrichtung zur Steuerung des Anzeigemaßstabes und der Bildpunktgröße zusammenwirken, speichern neben den Adressen der Eckpunkte der anzuzeigenden Datenblöcke noch eine Anzahl weiterer Steuerdaten für die Bildschirmunterteilung und den Anzeigenmaßstab.

Tabelle 1

V 1-Speicher- oder V 2-Speicher-Wortzuordnungen

Tabelle 1 zeigt eine Reihe von Wort-Zuordnungen für den V 1-Speicher 172 und den V 2-Speicher 174. In den Speicherworten mit den Adressen 0 und 1 ist eine X-Adresse, in den Worten mit den Adressen 2 und 3 eine Y-Adresse zur Bestimmung des Eckpunktes für einen anzuzeigenden Datenblock gespeichert. Ein weiteres Steuerwort (Adresse 4) steuert die invertierte Anzeige der Daten (Helligkeitsumkehr), das Löschen von Information aus dem Rasterspeicher und die Unterteilung der angezeigten Rasterzeilen; sofern eine solche Teilung vorgesehen ist, werden die Worte zur Darstellung eines ersten Teils jeder Rasterzeile unter Kontrolle des V 1-Steuerspeichers und die übrigen Worte zur Darstellung des Restes der Zeile unter Kontrolle durch den V 2-Steuerspeicher 174 ausgelesen. Die fünf niedrigstwertigen Bits dieses Steuerwortes geben an, wieviele 16-Bit-Worte insgesamt zur Darstellung einer Rasterzeile aus dem Rasterspeicher ausgelesen werden. Da 416 Bildpunkte entlang einer Rasterzeile vorgesehen sind und ein Datenwort 16 Bildpunkten entspricht, werden bei einer 1-zu-1-Anzeige 26 Rasterspeicherwörter (26×16=416) in einer Zeile des Bildschirms angezeigt. Bei einer 2- zu-1-Anzeige würden 13 (26 : 2) Wörter pro Zeile angezeigt usw.

Das Gerät kann auch einen Zeiger auf dem Bildschirm anzeigen, dessen X- und Y-Koordinaten in den Steuerworten mit den Adressen 5 und 6 gespeichert sind. Die Steuerworte mit den Adressen 7 und 8 steuern die Lage der X-Unterteilung und der Y-Unterteilung des Bildschirms, falls gemäß Adresse 4 eine derartige Unterteilung vorgesehen ist. Durch diese Steuerworte kann beispielsweise angegeben werden, daß die Zahl 256 die X-Unterteilung bewirkt, wobei dann nach Abtasten von 256 Bits des Bildschirms unter Steuerung des V 1-Speichers am Bildschirm einige Bits gelöscht werden und die Steuerun vom V 1-Speicher auf den V 2-Speicher übergeht, so daß im Rest der Zeile Information von einem ganz anderen Teil des Speichers gezeigt werden kann, wobei die Darstellungsart für den Rest der Zeile völlig unabhängig wählbar ist. Am Ende jeder horizontalen Rücklaufzeile schaltet die Steuerung wieder zum V 1-Speicher zurück. Das Steuerwort mit Adresse 9 enthält 4 Bits für Zeigerausdehnung, nämlich Y offset, Y ₈, X offset, X ₈, ferner Punktgröße (DS) und Vergrößerungssteuerdaten. Die Punktgröße und Vergrößerung kann neben einer 1-zu-1-Darstellung verschiedene andere Kombinationen von Vergrößerung und Punktgröße erbringen. Die V 1- und V 2-Steuerspeicher haben beide die gleiche Fähigkeit der X-Y-Adressierung und arbeiten über das Lese-/Schreibsteuergerät 176 mit dem X-Y-Adreßregister 184 zusammen. Allerdings kann der Steuerspeicher V 2 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel keine weitere X-Unterteilung erzeugen.

Es ist also möglich, eine Gruppe von X-Y-Adressen im V 1-Speicher zu haben, eine X-Unterteilung einzurichten, und bei Erreichen der X- Unterteilungsstelle auf den V 2-Speicher zu springen, der eine eigene, von der X-Y-Adresse von V 1 unterschiedliche X-Y-Adresse hat. Das bedeutet, daß der V 1-Speicher das Abtasten über einen Teil und der V 2- Speicher das Abtasten über einen anderen Teil der Anzeige steuert. Die angezeigten Teile der Daten können aus verschiedenen Abschnitten des Rasterspeichers entnommen werden. Ähnliches gilt für die Y- Unterteilung. Es gibt 312 Zeilen in der Y-Richtung, und wenn z. B. die Zahl 42 für Adreßwort 8 gewählt worden ist, so wird nach Zeile 42 das Systemsteuergerät 22 über eine Unterbrechungslogik 182 benachrichtigt, daß eine Y-Unterteilung erreicht ist. Während dieser Operation werden einige leere Anzeigenzeilen erzeugt. Das Systemsteuergerät lädt dann die V 1- und V 2-Speicher mit neuen Daten, welche eine geänderte X- Unterteilung oder irgendeine der vorher aufgezählten Operationen spezifizieren können, und das Abtasten wird bis zu einer weiteren Y- Unterteilung oder dem Ende des Anzeigerahmens (vertikaler Rücklauf) fortgesetzt, worauf wiederum ein Unterbrechungssignal zum Systemsteuergerät 22 über die Unterbrechungslogik 182 übertragen wird.

Die X-Y-Unterteilungslogik 178 erhält Eingaben vom V 1-Steuerspeicher 172, vom V 2-Steuerspeicher 174, einige Taktsignale von der Oszillator & Video-Synchronisierschaltung 152 und einige Lesesteuersignale vom Lese-/Schreibsteuergerät 176. Die Logik enthält verschiedene Zähler, welche unter Kontrolle durch Lese-/Schreibsteuergerät 176 die Steuerinformation entweder vom V 1-Steuerspeicher oder vom V 2-Steuerspeicher auswählen. Die X-Y-Unterteilungslogik 178 erzeugt auch das Y-Unterteilungssignal, welches durch eine einzige Leitung 180 mit der Unterbrechungslogik 182 gekoppelt ist. Während der y- Unterteilung steht zum Neuladen der Steuerspeicher V 1 und V 2 ausreichend Zeit zur Verfügung. Die Unterbrechungslogik 182 wird ebenfalls durch ein vom Oszillator 152 geliefertes vertikales Rücklaufsignal erregt, so daß das Systemsteuergerät 22 während der Strahlrücklaufzeit die Daten in den Steuerspeichern V 1 und V 2 so modifizieren kann, daß ein ganz anderer Datenblock angezeigt wird. So könnte der Bildschirm während eines Anzeigerahmens einen oder zwei Datenblöcke anzeigen und während der Rücklaufzeit auf die Anzeige einer völlig verschiedenen Gruppe von Speicherstellen umgeschaltet werden.

Der Grund für die Einrichtung der beiden Steuerspeicher liegt in der X-Unterteilung. Die X-Unterteilung muß im Echtzeitbetrieb sehr schnell ansprechen. So werden nur ungefähr 50 Mikrosekunden gebraucht, um 416 Punkte in einer Zeile in der X-Richtung abzutasten, aber das Systemsteuergerät 22 braucht für jede Reaktion mindestens etwa 5 Mikrosekunden, so daß es bei einer X-Unterteilung unmöglich ist, die Steuerdaten direkt vom Systemsteuergerät 22 abzufragen. Die V 1- und V 2- Steuerspeicher besorgen die X-Unterteilung ohne Belastung des Systemsteuergeräts 22. Bei der Y-Unterteilung jedoch steht so viel Zeit zur Verfügung, daß das Systemsteuergerät 22 nach Empfang des Unterbrechungssignals aus der Unterbrechungslogik 182 neue Steuerdaten abgeben kann.

Selbstverständlich sind viele verschiedene Unterteilungen des Rasterspeichers 28 möglich; in Verbindung mit der noch zu erläuternden Möglichkeit der Maßstabsänderung können komplexe Bildschirmanzeigen, wie beispielsweise in Fig. 7a und 7b gezeigt, auf verhältnismäßig einfache Weise erstellt werden.

Wie in Fig. 7a dargestellt, kann auf dem Schirm 324 der Rasterspeicher- Bereich, der durch den Block 322 gekennzeichnet ist, im Maßstab 1-zu-1 angezeigt werden, während ein kleiner Eckbereich 330 des Schirms 324 für die Anzeige eines im Maßstab 2-zu-1 vergrößerten Bildes des kleinen Bereichs 328 im Rasterspeicher 28 reserviert wird. Eine solche Unterteilung ist besonders nützlich, wenn mit kleinen Einzelheiten gearbeitet wird, während die Orientierung in der größeren Fläche 322 aufrechterhalten werden soll. Das Betriebspersonal könnte dann nach Belieben einen der angezeigten Bereiche wahlweise bearbeiten. Diese Bearbeitung ihrerseits hätte keinerlei Einfluß auf die Anzeige des anderen dargestellten Datenbereiches. Zeiger (durch Sterne gekennzeichnet) können in der Fläche 324 (Maßstab 1-zu-1) und in der Fläche 330 (Maßstab 2-zu-1) der Zeichnung so dargestellt werden, daß sie der Stelle eines imaginären Zeigers 332 im Rasterspeicher 28 entsprechen. Dies wird später noch näher ausgeführt. Derartige Zeiger unterstützen das Betriebspersonal bei der Orientierung in der Zeichnung und ermöglichen es, auf Einzelheiten in der Zeichnung zu weisen.

Die Einrichtungen für Verschieben bzw. Schwenken des "Fensters" und Unterteilen des Bildschirms machen es möglich, den Rasterspeicher 28 so zu behandeln, als ob mehrere, völlig unabhängige Datenbilder darin enthalten wären; jeder Teilbereich des Bildschirms entspricht einer besonderen Kamera, die auf eines der Datenbilder gerichtet ist. Fig. 7b zeigt ein weiteres Beispiel für derartige Unterteilungen, bei dem der Rasterspeicher 28 in vier Bereiche eingeteilt ist: (1) eine Bildkopie 360 im Maßstab 1-zu-1; (2) eine getrennt gezeichnete Bildkopie 361 im Maßstab 2-zu-1, (3) ein alphanumerischer Bereich 363 für kurze Mitteilungen vom Systemsteuergerät oder Rechner an das Betriebspersonal; (4) ein volle alphanumerische Seite 362 mit längeren Mitteilungen, die angezeigt werden sollen, ohne die graphischen Bildkopien zu löschen. Bildschirm 368 besteht aus drei Teilbereichen, welche gleichzeitig zeigen; bei 365 den größeren Teil der 2-zu-1 Kopie 361; bei 364 einen Ausschnitt 367 der 1-zu-1 Kopie 360; und bei 366 einen Streifen von alphanumerischen Mitteilungen 363 unten auf dem Bildschirm.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Systemsteuergerät 22 so programmiert, daß es Schwenkoperationen durch Übermittlung neuer Eckpunkt-Koordinaten X ₀, Y ₀ an das Videosteuergerät ausführt. Wenn solche Adressenänderungen mit kleinen Schritten gemacht werden, schaffen sie die Vorstellung eines langsamen Abtastens des Speichers oder der Bewegung eines "Fensters" über den Speicher hinweg. Statt der Benutzung von Mikrocodes, die im Zentralsteuergerät-Speicher (Fig. 3) enthalten sind und diese Operation steuern, könnte auch eine festverdrahtete Schaltung mit Additionsschaltungen, Registern, Komparatoren usw. verwendet werden, wie in Fig. 8 gezeigt. Im folgenden wird auch auf Fig. 7b Bezug genommen, um mögliche Schwenkungsoperationen zu veranschaulichen.

Daten von einer Steuerquelle, wie dem Wirtsrechner 10, werden über die Datensammelleitung 32 in ein X ₀-Y ₀-Halteregister 400 eingegeben. Ein Deltagrößenregister 402, welches die Schwenkgeschwindigkeit steuert, wird ebenfalls über die Sammelleitung 32 geladen. Ein ebenfalls über die Sammelleitung geladenes Unterteilungswählregister 404 adressiert einen Schirmgrößenspeicher 414, einen Raster-Grenzenspeicher 416 und einen Außenrandspeicher 418. Die gesamte Anordnung wird einmal pro Anzeigerahmen bzw. Halbbild durch die Unterbrechungslogik 182 (Fig. 4) aktiviert. Nach Benachrichtigung wird die gegenwärtige Adresse X ₀, Y ₀ über die Sammelleitung 32 je nach der benutzten Unterteilung an den V 1-Speicher 172 oder den V 2-Speicher 174 (Fig. 4) gegeben. Gleichzeitig wird X ₀, Y ₀ an einen Delta-Bewegungskomperator 408 gegeben, wo auf der Grundlage der Werte X ₀, Y ₀, X ₀′, Y ₀′ und der Größe des Delta über die Größe der auszuführenden Bewegung wie folgt entschieden wird:

(1) Keine Bewegung wird erzeugt, wenn X ₀, Y ₀ außerhalb der durch das Unterteilungswählregister 404 gewählten Grenze des Rasterspeicher- Bereichs 360 (Fig. 7b) liegt;
(2) keine Bewegung wird erzeugt, wenn X ₀, Y ₀=X ₀′ oder negativer Richtung hervorgerufen, um X ₀, Y ₀ näher an X ₀′, Y ₀′ heranzubringen. Die Deltagröße ist gewöhnlich eine Rasterspeicher- Einheit.

Der Addierer 410 summiert Delta zu X ₀, Y ₀ von Register 406, wobei das Delta und sein Vorzeichen vom Delta-Bewegungskomperator 408 erzeugt wird. Das Ergebnis wird von einem Grenzenkomperator und Einsteller 412 überprüft. Diese Überprüfung korrigiert X ₀, Y ₀ auf die Größe des Bildschirms 364, die vom Bildschirmgrößenspeicher 414 geliefert wird, die Grenzen der Rasterspeicher-Fläche 360, die vom Rasterspeicher- Grenzenspeicher 416 geliefert werden, und Information über Ränder, die vom Außenrandspeicher 418 geliefert wird. Das Rechteck 367, welches die für die Bildschirmfläche 364 nötige Größe hat, muß innerhalb der Grenzen der Rasterspeicher-Teilfläche 360 bleiben. Falls X ₀, Y ₀-Werte vom Addierer 410 empfangen werden, bei welchen irgendeine Seite des Rechtecks 367 von einer Grenze der Rasterspeicher-Fläche 360 überlagert wird, korrigiert der Grenzen-Einsteller 412 X ₀, Y ₀ auf den nächsten Wert, bei dem 367 völlig innerhalb 360 zu liegen kommt. Der Außenrandspeicher benachrichtigt den Grenzen-Komperator & Einsteller 412 von der Lage dieser "äußeren Ränder" 370 der Rasterspeicher-Fläche 360. Die Fläche 360 hat rechts, links und unten Ränder als Außenränder. Bei der Fläche 361 sind dagegen nur die linken und oberen Ränder Außenränder. Das neu eingestellte X ₀, Y ₀ wird in das Register 406 zurück eingegeben und bei der nächsten Halbbild- bzw. Rahmen-Unterbrechung von der Unterbrechungslogik 182 an V 1/V 2 gesandt. So zeigt jeder Anzeigerahmen das nächste, fortgeschrittene Bild, und das Bild bewegt sich übergangslos von X ₀, Y ₀ nach X ₀′, Y ₀′.

Maßstabsvergrößerung der Anzeige bzw. Wiedergabe

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Schaltungen zur Maßstabssteuerung vorgesehen, die durch Erzeugung mehrerer Bildpunkte aus jedem gespeicherten Datenwert eine optische Vergrößerung der Bildanzeige hervorrufen. Beispielsweise werden zum Erzielen einer Maßstabsverzögerung von 2-zu-1 in jeder Rasterzeile zwei nebeneinanderliegende Bildpunkte aus jeweils einem Datenwert erzeugt, und jede dieser Rasterzeilen wird zweimal nacheinander erzeugt, so daß alle Abstände in horizontaler und vertikaler Richtung um den Faktor 2 erhöht sind. Durch die Verfielfachung, die einer Vergrößerung der Bildpunkte entspricht, wird im geänderten Maßstab die halbe Anzahl von Datenwerten auf der gleichen Bildschirmfläche vergrößert dargestellt. Weil alle Abstände mit einem Faktor 2 vergrößert sind, kann mit dem entstehenden Bild viel leichter gearbeitet werden. Für diese Maßstabsvergrößerung muß der Speicher verlangsamt ausgelesen werden. Die verlangsamte Auslesegeschwindigkeit entsteht durch Änderung der Lesezeit für jedes Datenbit oder zwei- oder mehrfache Wiederholung des Lesens jedes Punktes sowie durch zwei- oder mehrfache Wiederholung des Lesens der Daten für jede Abtastzeile.

Ein Maßstabssteuer-ROM 170 wird dazu benutzt, den vertikalen Maßstab der angezeigten Daten zu steuern. Es bewirkt, daß die ausgelesenen Daten in einer anderen Darstellung als der 1-zu-1-Darstellung auf dem Bildschirm angezeigt werden, z. B. kann ein einzelner Datenwert im Speicher 3 Punkten auf dem Bildschirm entsprechen. Das ROM 170 empfängt Daten (Steuerwort mit Adresse 9) von den V 1- und V 2-Steuerspeichern 172 und 174 am oberen Ende der Figur, eine andere Gruppe von Eingangssignalen vom Vertikal-Zeilenzähler der Oszillatorschaltungen 152, eine andere Gruppe von Eingangssignalen vom Lesesteuergerät 176 und eine weitere Gruppe von Eingangssignalen von einem Modulo-3-Zähler 171. Die zum Maßstabssteuer-ROM 170 führenden Sammelleitungen stellen dessen Adreßregister ein. Das Maßstabssteuer-ROM 170 spricht auf eine 8-Bit Adresse an, die wie folgt gebildet ist: 3 Bit für den Maßstabswert (aus dem Steuerwort mit der Adresse 9 in Steuerspeicher 172 und 174), 1 Bit Punkt-Tastverhältnis (100% oder 50% aus Steuerwort 2), 2 Bit vom Modulo 3-Zähler und die 2 niedrigstwertigen Bits des Vertikal- Linien-Zählers.

Das ROM 170 besitzt zwei Ausgänge für Steuerzwecke. Ein Steuerausgang ist "Sperren des Y-Adressenzählens". Bei Wahl eines Maßstabsfaktors von zwei würde er nicht zulassen, daß die Y-Adresse nach jeder Zeile erhöht wird, sondern nur nach jeder zweiten Zeile, weil die anzuzeigenden Daten auf zwei Punktstellungen sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung angezeigt werden sollen. Der andere Ausgang wird "Datensprung" ("inhibit data") genannt. Seine Aufgabe ist das Sperren des FIFO Datenausgangs Zeile-für-Zeile als Funktion des Maßstab/ Punkt-Tastverhältnisses. Z. B. bewirkt ein 50%-Tastverhältnis bei einem Maßstabsfaktor 2, daß jede zweite Zeile gesperrt wird. Da ein Maßstabsfaktor 2 bedeutet, daß ein Datenwert im Speicher als zwei Punkte sowohl in horizontaler wie auch vertikaler Richtung dargestellt wird, und da ein 50%-Punkt-Tastverhältnis bedeutet, daß der Punkt nur während einer Punktperiode, sowohl in horizontaler wie in vertikaler Richtung hell getastet werden soll, sperrt die "Datensperr"-Leitung die FIFO-Daten zu entsprechenden Zeiten.

Die Maßstabssteuerlogik weist Register auf, welche die Maßstabsvergrößerung und getrennt das Punkt-Tastverhältnis spezifizieren. Bei Einstellung auf nur eine Punktperiode wird ein einziger Punkt angezeigt.

Wenn z. B. eine horizontale gerade Linie auf doppelten Maßstab vergrößert wird, dann wird sie bei Einzelpunkt-Tastverhältnis als Punktreihe erscheinen, die doppelt so lang wie die ursprüngliche Linie ist. Wenn aber ein Zweipunkt-Tastverhältnis gewählt wird, so werden die größeren Punkte verschmelzen, und die Linie wird als ungebrochene Linie erscheinen, die doppelt so dick und doppelt so lang wie die ursprüngliche Linie ist. Die Maßstabssteuerlogik enthält intern eine große Menge logischer Schaltungen, welche diese Funktionen erfüllen können.

Die Bitzählerausgangssignale auf Leitung 165 erfüllen dieselbe Aufgabe in horizontaler Richtung, welche das Maßstabssteuer-ROM 170 in vertikaler Richtung erfüllt, und zwar: wenn die Maßstabsänderung z. B. den Faktor 2 hat, wird der Datenwert (im Speicher) zum Erzeugen von zwei Punkten in der horizontalen und X-Richtung verwendet, so daß die Daten im Konverter 166 nur jede zweite Punkt-Zeit ausgeschoben werden. Das Punkt-Tastverhältnissignal auf der Leitung 163 erfüllt eine weitere Aufgabe in horizontaler Richtung, welche das Maßstabssteuer-ROM 170 in der vertikalen Richtung erfüllt, und zwar: bei einem Maßstabsfaktor 2 und einem 50%-Punkt-Tastverhältnis darf ein bestimmter Punkt nur für eine Punktperiode angezeigt werden. Eine Datensteuerlogik 167 blendet zu diesem Zweck das Ausgangssignal des Konverters 166 unter Steuerung eines Sperrsignals aus dem Maßstabssteuer-ROM 170 und eines Punkt- Tastverhältnissignales aus dem Videopunkt-Taktgenerator 162 aus.

Hintergrundgitter

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können auf dem Bildschirm ein Hintergrundgitter und ein Zeiger gleichzeitig angezeigt werden. Das Hintergrundgitter besteht aus zwei von einem Gittersignalgenerator 198 erzeugten Serien von Punkten und ist so angeordnet, daß auf dem Bildschirm Haupt- und Nebengitter dargestellt erscheinen, die weniger intensiv als das angezeigte Bild sind, aber stellungsmäßige Beziehungen zu dem Bild haben. Fig. 6 zeigt zur Veranschaulichung der Wirkung einen Ausschnitt einer Bildschirmanzeige mit einem solchen Gitter. Das Nebengitter wird durch kleine Punkte auf jeder zweiten Zeile erzeugt, während das Hauptgitter Punkte etwas größerer Intensität auf jeder zehnten Spalte aufweist, wodurch sich ein 5-zu-1 Haupt-/Nebengitter ergibt. Die Gitterzwischenräume sind beliebig einstellbar. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Punkte des Nebengitters 304 etwas dunkler als der Hintergrund, während die Punkte des Hauptgitters 306 etwas dunkler sind als die des Nebengitters 304. Dieses Gitter dient der Simultation von Koordinatenpapier, um eine Zeichenhilfe beim Messen und Positionieren von auf den Bildschirm zu zeichnenden Linien zu liefern.

Der Gittersignalgenerator 198 erzeugt zur Darstellung des Gitters eine Reihe von Hauptgitterimpulsen und eine Reihe von Nebengitterimpulsen, welche beide durch die Oszillator & Video-Synchronisierschaltung 152 mit dem Rasterbild synchronisiert werden. Beide Impulsreihen werden in die Videomischeinrichtung 150 eingegeben, wo sie mit dem Videosignal gemischt und an das Gerät 18 zur Anzeige ausgegeben werden. Das Gitter erscheint auf dem Bildschirm, wird aber nicht in den Rasterspeicher geschrieben.

Eine Zeigersteuerlogik 200 spricht auf Eingangssignale aus den V 1- und V 2-Steuerspeichern 172 und 174 (Steuerwort mit Adresse 9), von der Oszillator & Video-Synchronisierschaltung 152 und vom Lese-/Schreibsteuergerät 176 an und erzeugt Impulse, die nach Mischung mit den Videosignalen im Mischer 150 eine bestimmte Erscheinungsform eines Zeigersymbols auf dem Bildschirm hervorrufen. Da der Zeiger synchron mit dem Videosignal erzeugt wird, entspricht seine Stellung immer genau den angezeigten Daten.

Zerhacken des Hintergrunds

Bei der Anzeige dunkler Bildpunkte auf hellem Hintergrund treten insbesondere bei Kathodenstrahlröhren helle Hintergrundlinien auf, wodurch das Auge ermüdet, wenn es den Bildschirm für lange Zeit anschaut. Diese Linienstruktur des Bildhintergrundes ist in Fig. 5a veranschaulicht. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz dazu durch periodisches Löschen des Elektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre für einen Bruchteil jeder Datenpunkt-Periode ein Zerhack- Effekt erzielt, welcher für die Augen des Betriebspersonals angenehmer ist. Dabei entsteht ein einheitlich matt erscheinender Hintergrund für die Anzeigen mit weißem Hintergrund/schwarzen Daten.

Es erhöht sich auch die Stärke von auf dem Röhrenschirm gezeichneten, quer zu den Rasterzeilen verlaufenden (vertikalen) Linien. Ohne das Zerhacken werden die vertikalen Linien einfacher Breite merklich dünner als horizontale Linien, weil die Zwischenräume zwischen horizontalen Linien dunkel sind, so daß jeder horizontalen dunklen Linie optisch ein Teil von beiden benachbarten Zwischenräumen zugeschlagen wird, während die vertikalen Linien diese optische Verbreiterung nicht erhalten. Anstatt nun einen Hintergrundspunkt für die ganze Punktperiode weiß zu zeigen und einen Datenpunkt (eine "1" im Rasterspeicher) als schwarz, werden alle Punkte für etwa 65% der Zeitperiode angezeigt und während der übrigen 35% in allen Fällen schwarz angezeigt, wie in Fig. 5b veranschaulicht ist. Durch dieses Zerhacken erscheinen die vertikalen und horizontalen Linien gleichförmiger, weil den vertikalen Linien dabei der Abstand zwischen den einzelnen Punkten optisch zugeschlagen wird.

Zum Erzeugen des matten Bildhintergrundes blendet eine Video-Zerhacklogik 169 die Datenausgabe aus der Datensteuerlogik mit einem 10 MHz-Signal aus, das von der Oszillator & Video-Synchronisierschaltung 152 erzeugt wird.

Bis zu diesem Punkt beschränkte sich die Beschreibung auf ein schwarz/ weiß-Anzeigesystem, bei welchem der Rasterspeicher nur ein Bit an jeder einzelnen X-Y-Speicherstelle zur Darstellung eines Bildpunktes als weiß (0) oder schwarz (1) aufweist. Jedoch kann die Erfindung auch in einer Ausführung verwirklicht werden, welche eine farbige Anzeige mit 2^{N Farben bringt, indem N Bits jedem Rasterspeicherplatz zugewiesen
werden (Fig. 9). Wie in Fig. 9 schematisch gezeigt ist, können z. B.
zwei identische Speicherkarten 500 und 502 im Rasterspeicher mit entsprechenden, Binärdaten enthaltenden Speicherplätzen benutzt werden,
wobei die Binärdaten gleichzeitig durch ein duales FIFO 504 gelesen
werden, durch einen dualen Parallel/Serien-Umsetzer 506 in die Serienform
umgesetzt werden und dann durch einen Farbdekodierer 508 dekodiert
werden.
Die dekodierte Information wird dann dazu benutzt, Farbsignale von 2N
(z. B. 4, wie im Ausführungsbeispiel) Farb-Speichern 510 auszugeben,
deren Farbpegel vom Systemsteuergerät ausgewählt wird; die
Ausgangssignale werden in einen Farbvideo-Mischer 512 eingegeben, um
ein geeignetes Vielfarb-Anzeigegerät zu betreiben. Z. B. können in einer
einzigen Anzeige vom Systemsteuergerät ein Farbsatz für eine Unterteilung
und andere Farbsätze für andere Unterteilungen des Bildschirms
ausgewählt werden. Der Wechsel bei jeder Unterteilung wird von Signalen
aus der Unterbrechungslogik 182 synchronisiert. Wenn z. B. rot,
grün, blau und weiß (als Hintergrund) für den graphischen Teil der
Anzeige (364 und 365 in Fig. 7b) gewählt werden, könnte jeder andere
Satz von vier Farben, einschließlich einer anderen Tönung des Hintergrundes,
benutzt werden, um alphanumerische Mitteilungen 366 herauszuheben.
Da verschiedene Arten von Mitteilungen vorkommen, könnte das
Systemsteuergerät zusätzlich noch andere Farben und Tönungen des Hintergrundes
spezifizieren, um Alarm- oder Vorrangsmeldungen von den
anderen Mitteilungen zu unterscheiden.
Einer der wichtigen Unterschiede dieser Ausführung im Vergleich mit
der vorher beschriebenen Ausführung liegt darin, daß die FIFO-
Wortlänge von 16 Bit auf 32 Bit vergrößert und die Rasterspeicher-
Bitmodifizierungslogik von 1 auf 2 Bits erweitert wird.

Beispiel
N=2
Farben=A, B, C, D
X-Y-Bit Zuordnungen (erstes Bit=Karte 500; zweites Bit=Karte 502)
Farbe A= 00 (z. B. weiß - Hintergrund)
Farbe B= 01 (z. B. rot)
Farbe C= 10 (z. B. grün)
Farbe D= 11 (z. B. blau)
Die folgende Tabelle zeigt die Idempotenzität (zweifache Komplementierung
und Rückkehr zur ursprünglichen Farbe) von (XOR) unter den gewählten
Farbcodes:
A ⊕ B = BB ⊕ B = A
A ⊕ C = CC ⊕ C = A
A ⊕ D = DD ⊕ D = A
B ⊕ C = DD ⊕ B = B
B ⊕ D = CC ⊕ B = B
C ⊕ D = BB ⊕ C = C}

Claims

1. An einem Rechner anschließbare Raster-Anzeigevorrichtung
mit einem frei adressierbaren Rasterspeicher, der ein Feld von N × M Speichersplätzen zum Speichern von anzuzeigenden Daten aufweist, und
mit einem Videosteuergerät, das eine Lese-Einrichtung zum Auslesen von Daten aus einem beliebig wählbaren Block von n × m Speicherplätzen des Rasterspeichers aufweist, wobei n ≦ N und m ≦ M ist, und das aus den ausgelesenen Daten ein Videosignal erzeugt, durch das auf einem Bildschirm zeitlich nacheinander mehrere parallele Rasterzeilen mit jeweils mehreren zeitlich nacheinander erzeugten Bildpunkten pro Rasterzeile erzeugt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Videosteuergerät (26) einen ersten (172) und mindestens einen zweiten Steuerspeicher (174) aufweist zum Speichern von jeweils einem Satz von Lese-Steuerbefehlen, und
daß die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) dazu eingerichtet ist, unter Steuerung durch den ersten Befehlssatz Daten aus einem ersten Block (322) von Rasterspeicherplätzen auszulesen und unter Steuerung durch den zweiten Befehlssatz Daten aus einem zweiten Block (328) von Rasterspeicherplätzen auszulesen, so daß der Bildschirm (18) gleichzeitig ein dem ersten Datenblock (322) entsprechendes erstes Bild (324) und ein dem zweiten Datenblock (328) entsprechendes zweites Bild (330) anzeigt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) zum Teilen der Anzeige quer zu den Rasterzeilen dazu eingerichtet ist, n-mal nacheinander jeweils zuerst u Datenwerte zum Erzeugen eines u Bildpunkte aufweisenden ersten Teilstücks (u, Fig. 7b) jeder Rasterzeile unter Steuerung durch den ersten Befehlssatz aus dem ersten Datenblock auszulesen und jeweils danach v Datenwerte zum Erzeugen mindestens eines v Bildpunkte aufweisenden weiteren Teilstücks (v, Fig. 7b) jeder Rasterzeile unter Steuerung durch den zweiten Befehlssatz aus dem zweiten Datenblock auszulesen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Systemsteuergerät (22) zum Einspeichern des ersten und des zweiten Satzes von Lese-Steuerbefehlen in die Steuerspeicher (172, 174) vorgesehen ist, daß die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) zum Teilen der Anzeige parallel zu den Rasterteilen dazu eingerichtet ist, zuerst unter Steuerung durch den ersten und den zweiten Befehlssatz r-mal nacheinander jeweils m Datenwerte zum Erzeugen eines r Rasterzeilen aufweisenden ersten Teilbildes (r, Fig. 7b) aus dem Rasterspeicher (28) auszulesen, daß eine Unterbrechungseinrichtung (180, 182) zum Erzeugen eines Unterbrechungssignales nach der Erzeugung der r Rasterzeilen vorgesehen ist, daß das Systemsteuergerät (22) dazu eingerichtet ist, auf das Unterbrechungssignal hin einen dritten und einen vierten Satz von Lesesteuerbefehlen in die Steuerspeicher (172, 174) einzuspeichern, und daß die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) dazu eingerichtet ist, danach unter Steuerung durch die dritten und vierten Befehlssätze s-mal nacheinander jeweils m Datenwerte zum Erzeugen mindestens eines zweiten Teilbildes (s, Fig. 7b) mit s Rasterzeilen aus dem Rasterspeicher (28) auszulesen.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) zum Teilen der Anzeige parallel zu den Rasterzeilen dazu eingerichtet ist, zuerst unter Steuerung durch den ersten Befehlssatz r-mal jeweils m Datenwerte zum Erzeugen eines ersten Teilbildes (r, Fig. 7b) mit r Rasterzeilen aus dem Rasterspeicher (28) auslesen und danach unter Steuerung durch den zweiten Befehlssatz s-mal jeweils m Datenwerte zum Erzeugen mindestens eines zweiten Teilbildes (s, Fig. 7b) mit s Rasterzeilen aus dem Rasterspeicher (28) auszulesen.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Oszillator & Video-Synchronisierschaltung 152, die zum Steuern der Datenauslese ein erstes, ein zweites und ein drittes Taktsignal erzeugt, wobei das erste Taktsignal zum Steuern der Bildpunkterzeugung m Signalimpulse für jeden Signalimpuls des zweiten Taktsignals enthält und das zweite Taktsignal zum Steuern der Rasterzeilenerzeugung n Signalimpulse für jeden Signalimpuls des dritten Taktsignals enthält, das den Bildwechsel steuert.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Steuerspeicher (172, 174) zum Speichern einer Adresse (X₀, Y₀) eines Eckpunktes eines anzuzeigenden Datenblocks (367) eingerichtet ist, daß die Lese- Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) unter Steuerung durch die ersten, zweiten und dritten Taktsignale aus diesen Anfangsadressen (X₀, Y₀) die Adressen zur laufenden Auslese der anzuzeigenden Daten aus dem Rasterspeicher (28) bildet, und daß das Systemsteuergerät (22) logische Schaltungen (400, 402, 404, 406, 408, 410) zur schrittweisen Veränderung dieser Anfangsadressen synchron mit dem dritten Taktsignal enthält, um die entsprechenden Anzeigen (364) den Rasterspeicher (28, 320) scheinbar überstreichen zu lassen.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Systemsteuergerät (22) eine Einrichtung (412, 414, 416, 418) zum Begrenzen der für schrittweise Veränderung erlaubten Fläche des Rasterspeichers (28, 320) enthält.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeicher (172, 174) zum Speichern von Zeigerkoordinaten zur Darstellung mindestens eines Zeigersymbols im angezeigten Bild eingerichtet sind, und daß das Videosteuergerät (26) zum Anzeigen dieses Zeigersymbols eine die Zeigerkoordinaten verarbeitende Zeigersteuerlogik (200) zum Erzeugen eines Zeigersignals und eine Videomischeinrichtung (150) zum Mischen dieses Zeigersignals mit dem Videosignal enthält.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeicher (172, 174) zum Speichern von Maßstabsdaten für die Anzeige auf dem Bildschirm (18) eingerichtet sind, und daß eine die Maßstabsdaten verarbeitende Datensteuerlogik (167, 170) vorgesehen ist, welche die Lese-Einrichtung (158, 162-166, 176, 178, 184) derart steuert, daß aus jedem ausgelesenen Datenwert eine durch die Maßstabsdaten bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Rasterpunkte in jeder Rasterzeile erzeugt wird und aus den Daten für jeweils eine dieser Rasterzeilen eine durch die Maßstabsdaten bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender gleicher Rasterzeilen erzeugt wird.

10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensteuerlogik (167, 170) zum sichtbaren Trennen der Gruppen von Rasterpunkten, die aus im Rasterspeicher (28) benachbarten Datenwerten erzeugt werden, die Erzeugung einer oder mehrerer Rasterzeilen jeder Gruppe aufeinanderfolgender gleicher Rasterzeilen unterdrückt und in jeder erzeugten Rasterzeile die Erzeugung eines oder mehrerer Rasterpunkte jeder zu einem Datenwert gehörigen Gruppe von Rasterpunkten unterdrückt.

11. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosteuergerät (26) zum Anzeigen eines Hintergrundgitters in vorherbestimmter Stellenbeziehung zu den angezeigten Daten einen Gittergenerator (198) zur Erzeugung von Gittersignalen enthält und die Videomischeinrichtung (150) diese Gittersignale mit dem Videosignal mischt.

12. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosteuergerät (26) zum Erzeugen eines matt erscheinenden Bildhintergrundes eine Zerhacklogik (169) enthält, welche das Videosignal während eines festgelegten Teils jeder der zur Erzeugung von Rasterpunkten vorgesehenen Signalperioden (T₁, T₂, T₃, T₄) löscht.