DE3144053C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung und/oder
Entfernung von Bildern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
wie es aus der US-PS 41 25 743 bekannt ist.
Die Übertragung von graphischen Informationen, insbesondere
in Form von entfernten Schreibtafeln, führt sich langsam ein. Solche
Systeme, die auch Teleautographsysteme genannt werden, geben die Möglichkeit,
daß Personen in der üblichen Weise auf einer Eingangstafel schreiben.
Es erscheint dann ein Bild des geschriebenen Materials auf dem entfernt
gelegenen Betrachtungsschirm. Solche Systeme sind insbesondere bei Vorlesungen
zweckmäßig, bei denen Klassenräume über das ganze Land oder über
die ganze Welt verteilt sind. Ein solches System wird in der US-PS
37 06 850 beschrieben. Ein Beispiel für die Oberfläche zur Aufnahme der
Eingangsinformation wird in der US-PS 39 59 585 erläutert.
In der obengenannten US-PS 41 25 743 wird ein Graphik-
Übertragungssystem beschrieben, bei dem ebenfalls nach
Erkennung einer Löschbetriebsweise jeder Kontakt mit der
sendeseitigen Schreibtafel als Lösch- statt als Schreibbefehl
interpretiert wird.
Die bekannten Teleautographsysteme erfüllen zwar den beabsichtigten
Zweck, es verbleibt aber eine praktische Schwierigkeit. Im Verlauf
einer Vorlesung füllt sich die entfernt liegende Tafel allmählich
mit Informationen, beispielsweise Gleichungen oder graphischen Darstellungen.
Üblicherweise möchte an irgendeiner Stelle der Vortragende ein
bestimmtes, vorher geschriebenes Symbol betonen. Am Ort der Tafel, also
sendeseitig, ist dazu nur erforderlich, daß der Vortragende die Kreise
oder den Schreibstift an diejenige Stelle der Tafel bringt, auf die die
Aufmerksamkeit der Zuhörer gelenkt werden soll. Betrachter am Ort der
Tafel wissen dann genau, wohin der Vortragende zeigt. Am entfernten Ort
können jedoch die Betrachter den Vortragenden nicht sehen und müssen
sich daher allein darauf verlassen, daß sie einen punktförmigen Flecken
lokalisieren, d. h. den Punkt, an dem der Vortragende die Oberfläche der
Sendetafel berührt. Auch unter sehr günstigen Umständen ist dies zumindest
schwierig. Aufgrund von Übertragungs- und Auflösungsproblemen,
bei denen zufällige Hintergrundflecken oder -punkte nicht ungewöhnlich
sind, ist es für einen Betrachter am entfernten Ende beinahne unmöglich
zu wissen, wohin der Vortragende zeigt. Der Betrachter muß sich daher
sehr anstrengen, um dem Vortragenden folgen zu können.
Der Vortragende andererseits, der weiß, daß der entfernte
Betrachter die Poxition der Kreide nicht sehen kann, kreist dann in
typischer Weise denjenigen Punkt auf der Tafel ein, auf den die Aufmerksamkeit
gerichtet werden soll. Wenn jedoch Kreise, Quadrate und andere
Sondermerkmale auf dem Schirm erscheinen, kann der Informationsgehalt
so weit verschlechtert werden, daß der Zweck der Übertragung
schließlich verlorengeht.
Das gleiche oder ein ähnliches Problem ergibt sich, wenn der
Vortragende einen kleinen Bereich auf der Tafel löschen oder korrigieren
will. Der Betrachter muß dan den gesamten empfangsseitigen Schirm absuchen,
um gegebenenfalls festzustellen, welcher Buchstabe, welche Zahl,
welcher Exponent oder welche Zeichensetzung geändert worden ist. Unter
diesen Bedingungen wird das, was als Unterstützung der Kommunikation
begonnen hat, schnell zu einem Hindernis.
Als mögliche Lösung dieser Probleme werden diejenigen, welche
mit graphischen Bildschirmgeräten vertraut sind, ihre Aufmerksamkeit
auf bekannte Cursorsysteme richten, bei denen der Cursor die Position
einer Eingabe markiert. In typischer Weise sind jedoch solche Cursorsysteme
so ausgelegt, daß sie entweder für eine Person am Bildschirmgerät
(den Benutzer) die Position der nächsten auf dem Bildschirm erscheinenden
Markierung lokalisieren oder dem Benutzer die Möglichkeit geben,
den Cursor über den Schirm zu bewegen und dadurch einen Punkt auf dem
Schirm zu lokalisiern, an dem irgendein zukünftiger Vorgang stattfinden
soll (üblicherweise durch das Gerät). In diesen Fällen wird der
Cursor entweder als Hilfe für den Benutzer oder als Hilfe für das Gerät
benutzt. Im ersten Fall erzeugt das Gerät einen Cursor an der als
nächstes vorgesehenen Schirmposition, und im zweiten Fall erzeugt der Benutzer
die Position manuell. In keinem Fall ist der Cursor vorgesehen,
um entweder einen entfernten Betrachter oder einen Vortragenden bei der
Lösung der für Teleautographsysteme erläuterten Probleme zu
unterstützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein graphisches
Übertragungssystem nach der vorgenannten US-PS 41 25 743
dahingehend zu verbessern, daß ein empfangsseitiger Betrachter
auf beliebige Stellen des übertragenen Bildes aufmerksam
gemacht wird.
Ein System zur Lösung der Aufgabe ist im
Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Entsprechend der Erfindung ist der Vortragende völlig frei,
seinen Vortrag oder seine Vorlesung auf natürliche Weise zu halten,
ohne daß auf irgendeine Weise eie Änderung seines Verhaltens erforderlich
ist. Vom entfernten Betrachter aus gesehen, wird das Problem zu
wissen, an welcher Stelle die Kreide gerade anhält oder welche Markierungen
hinzugefügt und welche geändert werden, durch eine Anordnung
gelöst, die auf dem entfernten Schirm an der Stelle der Aktivität ein
graphisches Symbol als Auflage erzeugt. Diese Auflage erscheint automatisch
an der richtigen Stelle auf dem Schirm und bleibt dort nur so
lange, wie die Aktivität auf der Sendeseite anhält. Während der Vortragende
beispielsweise auf der Sendeseite schreibt, erscheint sowohl eine
Wiedergabe der Schrift als auch eine graphische Auflage (beispielsweise
eine Hand) auf dem entfernten Schirm. Die "Hand" bewegt sich
automatisch zusammen mit den geschriebenen Wörtern. Wenn der Vortragende
aufhört zu schreiben, verschwindet die Hand vom Schirm. Für Fälle,
in denen gelöscht werden soll, erscheint ein graphischer "Radierer" über
dem Symbol, das entfernt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Hand so beschaffen
sein, daß sie für eine bestimmte Zeitspanne nach Entfernen der Kreise
oder des Schreibstiftes auf der Sendeseite sichtbar bleibt. Bei einem
anderen Ausführungsbeispiel besteht die Möglichkeit, daß die Hand nur
bei kleinen Änderungen
erscheint. Beim kontinuierlichen Schreiben verschwindet die
graphische Hand. Dem liegt die Überlegung zugrunde, daß in
einem solchen Fall die Schrift selbst dem Betrachter angibt,
wo die Änderung stattfindet.
Ein solches System hat den Vorteil, daß die erzeugten Auflagen
so gewählt werden können, daß sie als Phantom erscheinen
und die Schrift nicht stören, die "unter" dem
Symbol erscheint. Die elektronischen Schaltungen lassen
sich so auslegen, daß das "Radierer"-Symbol vibriert und
die jeweilige Markierung auszuradieren scheint. Durch die
Erfindung ist unter Verwendung automatisch erzeugter graphischer
Symbole ein Umfeld geschaffen worden, das die Probleme
sowohl des Vortragenden als auch des Betrachters dadurch
löst, daß beide sich auf übliche Weise verhalten können, wobei
die elektronischen Schaltungen die Informationslücke
zwischen ihnen überbrücken. Es handelt sich dabei um eine
elegante Lösung, da sie die Probleme ohne Hinzufügung aufwendiger
Schaltungen und mit nur niedrigen zusätzlichen
Kosten bei der Programmierung löst, falls solche Kosten
überhaupt auftreten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 das Blockschaltbild eines typischen Teleautographsystems,
Fig. 2 bis 6 Skizzen verschiedener Bilder eines entfernten
Schirmes,
Fig. 7 das Blockschaltbild des Graphik-Empfängers,
Fig. 8 das Blockschaltbild des Senders,
Fig. 9 das Blockschaltbild des Empfängers,
Fig. 10 die Speicher- und Cursor-Steuerschaltungen.
Fig. 1 zeigt en typisches graphisches Übertragungssystem nach der vorliegenden
Erfindung mit einem Sendeempfänger 10, einer elektronischen
Tafel 11, einem Speicher 12 und einem Fernsehmonitor
13, die alle mit einer gegebenenfalls einen üblichen
Fernsprechapparat 15 enthaltenden Fernsprechleitung 14 verbunden
sind. Die Fernsprechleitung kann zu einer Nebenstellenanlage
oder einem Vermittlungsamt führen und direkt
mit dem Sendeempfänger 10 verbunden sein. Auf der Tafel 11
gezeichnete Bilder erscheinen auf dem Schirm des Fernsehmonitors
13. In Fig. 1 ist zwar nur eine Seite des Systems
dargestellt, es sei aber darauf hingewiesen, daß das gezeigte
System doppelseitig gerichtet ist und daß ein Fernsehmonitor
sich am entfernten Ende befindet, wobei die Datensignale
über übliche Nachrichteneinrichtungen übertragen
werden. In typischer Weise ist ein System so ausgelegt, daß
die Sendestelle gemäß Fig. 1 ausgerüstet und die entfernte
Stelle nur mit einer optischen Anzeige ausgestattet ist.
Der Sendeempfänger 10, der im Blockschaltbild gemäß Fig. 7
genauer dargestellt ist, enthält einen Sender 16, der mit
einer oder mehreren elektronischen Tafeln verbunden ist,
einen Empfänger 17, der mit einer oder mehreren üblichen
Speichereinheiten verbunden ist, ein Modem 18, das beispielsweise
ein Bell System-Modem vom Typ 202 sein kann und
den Sender 16 sowie den Empfänger 17 mit der Fernsprechleitung
14 verbindet, und eine Sperrschaltung 21, die normalerweise
den Sendeempfänger 10 im Empfangsbetrieb festhält.
Ein solcher Sendeempfänger ist in der obengenannten US-PS 41 25 743
beschrieben. Zwischen dem Modem 18 und der Leitung 14 ist
eine übliche Leitungsschnittstelle 19 vorgesehen. Außerdem
kann ein Bandaufzeichnungs-Wiedergabegerät über eine Bandschnittstelle
20 an das System angeschaltet werden.
Der in Fig. 8 dargestellte Sender 16 enthält eine Zeitsteuerungsquelle
30, eine Tafel-Treiberschaltung 35, einen Abtaster
36, einen Schreibdetektor 37, eine Modem-Sendesteuerung
48, eine Z-Verzögerungsschaltung 41, eine Abtast- und Halteschaltung
43, einen Analog-Digital-Wandler 44 und einen Parallel/
Serienwandler 45.
Die Zeitsteuerungsquelle 30 (Fig. 8) besitzt in üblicher
Weise einen quarzgesteuerten Oszillator 31, einen Binärteiler
32 und einen Zähler/Decodierer 33. Zusätzlich zu
weiteren Ausgangssignalen erzeugt der Binärteiler 32 die
erforderlichen Takteingangs- und Rückstellsignale für den
Zähler/Decodierer 33, der das Signal in 8 diskrete und
gleiche Zeitlagen T1 bis T8 unterteilt und Impulse erzeugt,
die diese Zeitlagen über Ausgangsleitungen LT1 bis LT8
darstellen.
Entsprechend der Darstellung in der obengenannten US-PS
39 59 585 besteht der Eingangsanschluß (Tafel) aus zwei getrennten
Blättern, die als X-Blatt und Y-Blatt angegeben
sind. Die Feststellung von Schreibvorgängen auf der Tafel 11
erfolgt während der Zeitlagen T1 und T2 (Fig. 8), wenn ein
Spannungsgradient von +5 V an dem Y-Blatt anliegt und das
X-Baltt über ein ODER-Gatter 34 an eine größere Spannung
von +12 V gelegt ist, wobei das ODER-Gatter 34 durch Zeitsteuerungsimpulse
T1 und T2 auf den Leitungen LT1 und LT2
aktiviert wird. Wenn kein Schreib- oder Löschvorgang auf
der Tafel stattfindet, wird kein Kontakt zwischen den X-
und Y-Blättern hergestellt, und die Spannung am X-Blatt
(gemessen auf der Leitung XR) steigt uf +12 V an. Wenn ein
Druck mittels eines Radierers oder Kreise ausgeübt wird,
findet ein Kontakt zwischen den Blättern statt, und die
Spannung am X-Blatt wird dann durch das Y-Blatt auf einen
Wert zwischen 0 und +5 V gebracht.
Gemäß Fig. 8 treibt das ODER-Gatter 34 das X-Blatt der Tafel
11 über eine Diode D1 und einen Widerstand R1, dessen
Wert wesentlich größer als der Widerstand des X-Blattes ist.
Wenn demgemäß ein Spannungsunterschied aufgrund eines Kontaktes
zwischen dem X- und Y-Blatt auftritt, erscheint der
größte Teil des Spannungsabfalls am Widerstand R1, so daß
das X-Blatt eine Spannung hat, die etwa gleich der Spannung
des Y-Blattes an der Kontaktstelle ist. Ein Komparator im
Schreibdetektor 37 vergleicht die Spannung des X-Blattes am
Anschluß XR mit einer Bezugsspannung von beispielsweise
+6 V. Wenn die Spannung des X-Blattes kleiner als +6 V ist,
so wird ein Ausgangssignal Z hoher Spannung (H) erzeugt
um anzuzeigen, daß entweder ein Schreib- oder ein Löschvorgang
auf der Tafel 11 stattfindet.
Dieses Signal, das eine Informationsänderung am Eingangsanschluß
anzeigt, wird der Sperrschaltung 21 über die Leitung
48 zugeführt, um den Sendeempfänger 10 in die Sendebetriebsweise
zu bringen. Gleichzeitig wird das Z-Signal logisch H
weiter im NOR-Gatter 42 verarbeitet, um entweder ein
Schreib- oder ein Löschkommando Z1 für die Übertragung zu
erzeugen.
Während der Y-Treib-Zeitlagen T3 und T4 schwimmt das X-
Blatt der Tafel 11 spannungsmäßig. Wenn ein Kontakt erfolgt,
nimmt das X-Blatt die Spannung des Y-Blattes am Kontaktpunkt
an. Diese Spannung mit einem Wert zwischen 0 und +5 V
gibt die Y-Position der Kreide auf der Tafel an. Da ein
Spannungsgradient am Y-Blatt anliegt, d. h., +5 V am oberen
Anschluß und 0 V am unteren Anschluß, ist das Verhältnis der
gemessenen Spannung mit Bezug auf +5 V proportional dem Verhältnis
des Abstandes zwischen der unteren Grenze des Y-
Blattes und dem Kontaktpunkt zur Gesamthöhe des Y-Blattes.
Das Abtasten des X-Blattes während der Zeitlage T4 erzeugt
demgemäß eine Spannung, die die Y-Position der Kreide zu
diesem Zeitpunkt angibt. Während der Zeitlagen T5 und T6
wird eine Bezugsspannung von etwa +5 V an die Leitung XR
angelegt. Diese Spannung wird vom Abtaster 36 während der
Zeitlage T6 abgetastet, um die Spannung REF zu gewinnen,
die die maximale X- oder Y-Spannung darstellt, wodurch ein
Bezugswert für die Spannungsabtastwerte der X- und Y-Position
bei der Analog-Digital-Wandlung zur Verfügung gestellt
wird.
Während der X-Treib-Zeitlagen T7 und T8 schwimmt das Y-
Blatt spannungsmäßig und nimmt die Spannung des X-Blattes
am Kontaktpunkt an. Diese Spannung, die ebenfalls auf irgendeinem
Wert zwischen 0 und +5 V liegt, stellt die X-
Position der Kreide auf der Tafel dar. Da ein Spannungsgradient
am X-Blatt anliegt, d. h. +5 V am rechten Anschluß
des X-Blattes und 0 V am linken Anschluß, ist das Verhältnis
der gemessenen Spannung mit Bezug auf +5 V proportional
dem Verhältnis des Abstandes zwischen der linken Seite der
Tafel und dem Kontaktpunkt zur Gesamtbreite des X-Blattes.
Eine Abtastung des Y-Blattes während der Zeitlage T8 erzeugt
demgemäß eine Spannung, die die X-Position der Kreide
darstellt. Die abgetasteten Signale X, Y und REF werden
dann für eine nachfolgende Analog-Digital-Wandlung in einer
üblichen Abtast- und Halteschaltung 43 gespeichert. Die
X- und X-Abtast- und Halteausgangsspannungen werden in
digitale Form unter Verwendung eines üblichen Analog-
Digital-Wandlers 44 mit Auf- und Abintegration (Dual-Slope)
umgewandelt. Die Bezugsausgangsspannung REF der Abtast-
und Halteschaltung 43 wird als Bezugwert für den Analog-
Digital-Wandler 44 benutzt.
Wie oben erwähnt, kann ein Druck auf die Tafel als Schreiben
oder als Löschen interpretiert werden. Für das Löschen
von Schriftteilen wird der Druck, der durch einen aus seiner
Ablage genommenen Radierer ausgeübt wird, zweckmäßig zusammen
mit Positionsdaten übertragen, um die entsprechende
Information im wiedergegebenen Bild zu löschen.
Die Radiererschale der Tafel 11 ist mit einem Radierer ausgestattet.
Eine Leuchtdioden-Lichtquelle, die vorzugsweise
mit einer Wellenlänge im infraroten Licht strahtl, ist ausgerichtet
zu einem Fotodetektor angebracht. Normalerweise
sperrt der Radierer den Lichtstrahl. Wenn er aber aus der
Schale entnommen wird, entsteht ein Lichtweg, und der Fotodetektor
wird eingeschaltet. Er erzeugt dann ein Ausgangssignal
niedriger Spannung (L) auf der Leitung E. Dieses
Signal E wird im Inverter 39 (Fig. 8) invertiert und einem
NOR-Gatter 42 zugeführt, um den Sender 16 in eine Sendelöschbetriebsweise
zu bringen.
Wenn alle graphischen Informationen auf der Tafel 11 vollständig
gelöscht werden, wird ein Löschschalter an der
Radiererschale manuell gedrückt, um ein Löschsignal logisch
H über die Leitung CL zum Sender 16 zu geben, das den
Sender in die Sendelöschbetriebsweise bringt. Bei einem
Empfang des Löschbetriebsweisensignals wird das im Speicher
12 abgelegte Bild gelöscht.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das
System normalerweise im Empfangsbetrieb gehalten. Wenn beispielsweise
die Kreide die Tafel berührt, wird die Sperrschaltung
21 aktiviert und verhindert, daß Schreibsignale
von einem entfernten Anschluß aufgenommen werden, solange
das Schreiben am Ort andauert. Sperrschaltungen bei den
entfernten Stationen verhindern ebenfalls, daß ihre zugeordneten
Sendeempfänger Signale übertragen, wenn Schreibsignale
ankommen. Dies geschieht dadurch, daß die entfernten
Sendeempfänger gezwungen werden, in der Empfangsbetriebsweise
zu bleiben.
Gemäß Fig. 7 ist die Sperrschaltung 21 ein üblicher Umschalter,
der durch den Sender 16 und den Empfänger 17 über Leitungen
48 bzw. 93 gesteuert wird.
Wenn das Signal Z oder CL auf H geht (es findet ein Schreiben
oder Löschen auf der Tafel statt), so veranlaßt ein
Signal H auf der Leitung 48 die Sperrschaltung 21, den Sendeempfänger
in die Sendebetriebsweise zu bringen. Wenn in
der Empfangsbetriebsweise die Leitung 93 auf L ist, so wird
ein Modulator 18a über die Leitung 78 eingeschaltet. Außerdem
verbindet die Sperrschaltung 21 den Modulator 18a mit
der Leitungsschnittstelle 19 durch ein Signal H auf der
Schaltersteuerleitung 76, die den Kontakt 22a schließt und
den Kontakt 22b öffnet. Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die
Leitung 48 auf L geht, werden Sendedaten vom Sender 16 auf
der Leitung 47 zum Modulator 18a über die Leitung 77 gegeben
und über den Kontakt 22a und die Leitungsschnittstelle
19 zur Übertragungsleitung 14 weitergeleitet. Gleichzeitig
werden Empfangsdaten zum Demodulator 18b über die Leitung
82 und den Schalter 22 gesperrt.
Wenn der Empfänger 17 ein richtig formatiertes Signal von
der Fernsprechleitung 14 über den Demodulator 18b unddie
Leitung 117 aufnimmt, bevor auf der örtlichen Tafel geschrieben
wird, so geht das Empfangsbetriebsweisensignal
auf der Leitung 93 auf H. Dieses Ausgangssignal H vom Empfänger
17 sperrt die Sendeleitungen 48 und 47, die verhindern,
daß der Sendeempfänger 10 in die Sendebetriebsweise
eintritt. Das Ausgangssignal des Modulators 18a auf
der Leitung 26 kann nicht an die Fernsprechleitung angeschaltet
werden, da der Sende/Empfangsschalter 22a in der
Empfangsbetriebsweise offen ist.
Gemäß Fig. 9 schiebt der Empfänger 17 beim Empfang von Daten
vom Demodulator 18b über die Leitung 117 die Daten unter
dem Einfluß des wiedergewonnenen Taktes von der Leitung
79 durch das Empfängerschieberegister 80. Ein üblicher
Wortsynchronisationsdetektor 84 prüft dann die Empfangsdaten
vom Schieberegister 80 auf das Vorhandensein von
Synchronisationszeichen, die angeben, ob Schreib- oder
Löschbetriebsbefehle empfangen worden sind. Der Löschwortdetektor
110 prüft die Eingangsdaten auf das Auftreten von
Löschbetriebsbefehlen.
Der Löschwortdetektor 110 wartet in der Praxis auf wenigstens
vier aufeinanderfolgende Löschbefehle, bevor er ein
CLR-Löschsignal H auf der Leitung 111 erzeugt. Diese führt
über ein ODER-Gatter 116 und die Leitung 93 zur Sperrschaltung
21 sowie zu einem Wähler 114, der ein Löschsignal für
den Speicher 12 erzeugt, wenn das Signal CLR auf H und das
Signal ZRD auf L ist.
Nimmt man an, daß ein entfernter Sender Daten schreibt oder
löscht, so bewirken die Synchronisationszeichen ein Ausgangssignal
H des Wortsynchrondetektors 84, das wiederum
Zwischenspeicher L4 veranlaßt, die Daten X, Y, Z zu laden.
Gleichzeitig wird der Zwischenspeicher L5 aktiviert und erzeugt
ein Ausgangssignal H auf der Leitung 115 sowie über
das ODER-Gatter 116 auf der Leitung 94, wodurch der Sperrschaltung
21 mitgeteilt wird, daß der Demodulator 1b im
Empfänger 10 eine gültige Datenübertragung empfangen hat.
Das Ausgangssignal ZR des ODER-Gatters 89 ist immer dann
auf H, wenn die Empfangsdaten aktives Schreiben oder Löschen
angeben.
Ein Signal L am Ausgang ZEC des Zwischenspeichers L4 gibt
einen Löschbetriebsbefehl an, indem der Löschausgang des
UND-Gatters 88 auf H und der Ausgang ZR des ODER-Gatters 89
auf H gebracht werden. Sowohl Schreib- als auch Löschbefehle
lassen ZRD auf H gehen, während das Löschsignal nur während
eines Löschbefehls auf H ist.
Ein Signal H auf der Leitung ZEC bedeutet einen Schreibbefehl.
Die Leitung ZR wird durch das ODER-Gatter 89 auf H
gebracht, und das Signal ZRD geht anch einer durch die
Schreibverzögerungsschaltung 87 bewirkten Verzögerung auf H.
Das mit dem Ausgangssignal des Decoders 112 kombinierte
Signal ZRD erzeugt ein Schreibsignal vom Wähler 114, das bewirkt,
daß neue Daten in den Speicher 12 an einer Stelle
eingeschrieben werden, die durch die Ausgangssignale X und
Y des Zwischenspeichers L4 angegeben wird.
Ein Signal H auf der Leitung ZR gibt an, daß entweder ein
Schreib- oder ein Löschbefehl empfangen worden ist.
Der Schreibbefehl ZR wird durch die Schreibverzögerungsschaltung
87 verzögert, um Verzerrungen der Schrift auf der
Anzeige 13 in folgender Weise zu vermeiden:
Die empfangenen Daten X und Y werden je durch entsprechende Digital-Analog-Wandler 85, 86 in analoge Form umgewandelt und dann an Doppelbetriebsweisen-Rekonstruktionsfilter 90 und 91 angelegt.
Die empfangenen Daten X und Y werden je durch entsprechende Digital-Analog-Wandler 85, 86 in analoge Form umgewandelt und dann an Doppelbetriebsweisen-Rekonstruktionsfilter 90 und 91 angelegt.
Die Filter 90 und 91 sind identisch und weisen Parallelwiderstände
R4 und R5 auf, die an einen Kondensator C4 angeschaltet
sind. Der Widerstand R4 (20 Kiloohm) ist wesentlich
größer als der Widerstand R5 (200 Ohm). Das Filter 90 wird
durch den Schalter S1 und die Leitung ZRD so gesteuert, daß
es entweder mit einer kurzen oder einer langen Zeitkonstante
arbeitet.
Wenn das verzögerte Schreibbefehlssignal ZRD auf L geht,
werden die Filter 90 und 91 in die schnelle Betriebsweise
(kurze Zeitkonstante) umgeschaltet. Der Schalter S1 (und der
entsprechende, nicht dargestellte Schalter im Filter 91)
schaltet den größeren Widerstand R4 kurz, so daß sich ein
Filter mit verhältnismäßig kurzer Ansprechzeit ergibt. Wenn
das Schreibbefehlssignal ZR auf H geht, öffnet der Schalter
S1 des Filters 90, so daß das Filter verhältnismäßig langsam
anspricht.
Das Signal ZRD wird durch das Signal ZEC nach einer Verzögerung
von etwa 12 ms in der Schreibverzögerungsschaltung 87
erzeugt. Während dieser Zeitspanne sprechen die Filter 90
und 91 schnell aufdie anfänglichen Spannungen X und Y an,
und zwar für die Stelle, an der das Schreiben oder Löschen
beginnt, wenn der verzögerte Schreibbefehl ZRD auf H geht.
Nach der Verzögerungszeit werden die Filter 90 und 91 auf
ihre größere Zeitkonstante umgeschaltet und liefern zwischen
den empfangenen Abtastwerten ein sich geglättet änderndes
Ausgangssignal. Mit Vorteil wird das Ausschalten des
Schreibbefehls ZR ebenfalls durch die Verzögerungsschaltung
87 verzögert, um die innere Verzögerung in den Rekonstruktionsfiltern
90 und 91 zur Wirkung kommen zu lassen. Ohne
diese Verzögerung würde die Beendigung der Rekonstruktion
nach der Ausschaltung des Schreibbefehls ZR auftreten und
bewirken, daß der letzte Teil des Schreib- oder Löschvorganges
weggelassen wird.
Gemäß Fig. 1 ist die Cursor-Erzeugungsschaltung mit einem
digitalen Rahmenspeicher 12 für das elektronische Tafelsystem
kombiniert. Es könnte zwar ein modifizierter Sendeempfänger
für ein elektronisches Tafelsystem benutzt werden,
um die Cursor-Erzeugungsschaltung direkt zu treiben,
aber die beste Verwirklichung benutzt die in der digitalen
Speichereinheit 12 enthaltene Signalverarbeitungsschaltung.
Wie sich ergeben wird, ermöglicht diese Zuordnung eine genaue
Korrelation zwischen der Position des Cursors und der
tatsächlichen Daten, die in den digitalen Bildspeicher eingegeben
worden sind.
In Fig. 2 ist ein Teil des entfernten Schirmbildes dargestellt,
das eine Tafel zeigt, auf die der Vortragende oder
Lehrer eine Gleichung geschrieben hat, die zu Faktoren zusammengefaßt
werden soll. Die zweite Zeile in Fig. 2 zeigt
eine leere Stelle in der ersten Klammer. Unter Anwendung der
vorliegenden Erfindung gibt der Lehrer die Stelle auf der
Anzeigetafel an, auf die die Aufmerksamkeit gerichtet werden
soll, indem er die Tafel einfach mittels Kreide,
eines Zeigestockes oder eines Fingers berührt, wodurch ein
Cursor-Bild erscheint. Alternativ kann der Lehrer die fehlende
Information gemäß Fig. 3 hinschreiben, wodurch das System
automatisch den graphischen Cursor 301 (eine Hand im vorliegenden
Beispiel) an der richtigen Stelle erzeugt. Die
"Hand" bleibt so lange vorhanden, wie der Kontakt auf der
Tafel aufrechterhalten wird. Der Cursor kann auch so ausgelegt
sein, daß er für eine bestimmte Zeitdauer nach Aufhören
des Druckes noch sichtbar bleibt.
In Fig. 4 ist eine graphische Darstellung angegeben, bei der
der letzte Block die Zahl 1990 enthält. Der Lehrer hat festgestellt,
daß diese Zahl falsch ist und entfernt unter Benutzung
des Tafelradierers die "9". Dies ist in Fig. 5 dargestellt,
in der der graphische Cursor 501 (ein Radierer)
über demjenigen Punkt liegt, an dem die "9" im Bild gelöscht
wird. In Fig. 6 folgt eine graphisch erzeugte Hand 601 der
Bewegung des Lehrers, wenn die neue Zahl eingetragen wird.
Die in Fig. 10 dargestellte Cursor-Erzeugungsschaltung 100
besteht aus drei größeren Abschnitten, nämlich den X- und Y-
Cursorpositionszwischenspeichern 1001, 1002, den Abtastadressenkomparatoren
1003, 1004 und der Cursor-Bilderzeugungsschaltung
1005, 1006. Wie sich noch zeigen wird, besteht
die Hauptoperation dieser Schaltung darin, daß die
X- und Y-Adresse eines Punktes, der in den Wiedergabespeicher
eingeschrieben oder in diesem gelöscht wird, durch das
gleiche Signal, das Daten in den digitalen Bildrahmenspeicher
123 einschreibt, in den Cursor-Positionsregistern
zwischengespeichert wird. Diese gespeicherte Adresse oder
Position wird mit dem Ausgangssignal der Zähler verglichen,
die den digitalen Speicher abtasten und das Bild auf dem
Kathodenstrahl-Bildschirm auffrischen. Wenn die Auffrisch-
Abtastung die Position des letzten in den Speicher eingeschriebenen
Bildelementes erreicht und entweder ein
Schreib- oder ein Löschsignal vorhanden ist, wird die Cursor-
Schaltung betätigt, derart, daß eine sichtbare Cursor-Auflage
erzeugt wird. Diese Cursor-Auflage wird mit dem Video-
Ausgangssignal des digitalen Speichers in der Schaltung 124
zur Wiedergabe auf dem elektronischen Tafel-Monitor kombiniert.
Beim Zeichnen auf der Tafel kann der dargestellte
Cursor das Bild einer Hand und beim Radieren das Bild eines
Radierers sein. Beide Cursor-Bilder sind sichtbar, während
die Kreide oder der Radierer sich im Kontakt mit der sendenden
elektronischen Tafel befinden.
Die Speichereinheit 12 (Fig. 10) nimmt 5 Signale von dem
in Fig. 9 dargestellten graphischen Sendeempfänger auf.
Diese 5 Signale sind Löschen (CLEAR), Schreiben (WRITE),
Radieren (ERASE) und zwei Analogsignale Xout und Yout. Die
letztgenannten beiden Signale sind Analogspannungen zwischen
0 und Vmax, die die Position der Kreide oder des Radierers
darstellen, während sendeseitig auf der elektronischen Tafel
entweder gezeichnet oder gelöscht wird. Das Schreibsignal
ist betätigt, wenn der entfernte Benutzer mit der
Kreide zeichnet oder schreibt, und das Radiersignal ist
beim Radieren betätigt. Das Löschsignal wird von der Cursor-
Erzeugungsschaltung nicht benutzt.
Die Signale Xout und Yout werden durch einen Analog-Digital-
Wandler 121 digitalisiert, derart, daß sie ein Bit im digitalen
Wiedergabe-Auffrischspeicher 123 besonders bezeichnen. Diese
Eingangssignale werden wenigstens 500 Mal je Sekunde abgetastet.
Die Adresse 0,0 für den Wiedergabespeicher befindet
sich in der oberen linken Ecke des Bildes. Wenn das Signal
Schreiben betätigt ist, wird ein 1-Bit in den digitalen
Speicher an der digitalisierten Position X, Y jeder Abtastung
eingeschrieben. Gleichzeitig wird die gleiche Adresse
in die X- und Y-Cursor-Zwischenspeicher 1001 und 1002 eingeschrieben,
um die Position der letzten Datenänderung zu
bestimmen. Wenn das Radiersignal ERASE betätigt ist, wird
ein Bit im digitalen Speicher gelöscht oder auf 0 eingestellt.
Jedesmal dann, wenn ein Bit gelöscht wird, wird die Adresse
dieses Bit in die X- und Y-Cursor-Zwischenspeicher 1001,
1002 eingegeben.
Zur Darstellung des gespeicherten Bildes auf einem Kathodenstrahl-
Monitor muß das Bild aus dem digitalen Speicher
wenigstens 30 Mal je Sekunde aufgefrischt werden. Das Auffrisch-
Steuergerät 125 benutzt die X- und Y-Abtastzähler
126, 127 für einen Zugriff zu jedem Bit im digitalen Wiedergabespeicher
zwecks Lieferung eines Ausgangssignals, das
ein Ein-Signal zur Wiedererregung und ein Aus-Signal für
keine erneute Erregung ist. Die Vergleichsschaltung 1004
vergleicht kontinuierlich den Wert des Y-Abtastzählers 127
mit dem Wert im Y-Cursor-Zwischenspeicher 1002 um festzustellen,
wann die Cursor-Auflage betätigt werden soll. Wenn
die Vergleichsschaltung 1004 feststellt, daß die Y-Abtastadresse
größer als die Y-Cursor-Adresse ist, dann wird ein
Betätigungssignal zum X-Cursor-Komparator 1003 gegeben.
Dieser vergleicht nach der Betätigung den Wert des X-Abtastzählers
126 mit dem X-Cursor-Zwischenspeicher 1001. Wenn
die X-Abtastposition größer ist als der im Zwischenspeicher
1001 gespeicherte Wert, so wrid die Cursor-Erzeugungsschaltung
1005, 1006 veranlaßt, die Cursor-Bildauflage an der
in den Zwischenspeichern 1001 und 1002 gespeicherten Position
zu erzeugen.
Der Festwertspeicher (ROM) 1006 enthält wenigstens zwei unabhängige
Cursor-Bilder, nämlich eins zum Zeichnen und das
andere zum Radieren. Wenn das Schreibsignal WRITE betätigt
ist, werden nur diejenigen Bits, welche den Zeichnungs-
Cursor darstellen, adressiert, und wenn das Radiersignal
ERASE betätigt ist, werden die Bits für das Radier-Cursor-
Bild adressiert. Um die richtige horizontale Abtastzeile
des Cursor-Bildes zu bestimmen, subtrahiert die Steuerschaltung
1005 den im X-Cursor-Zwischenspeicher 1001 abgelegten
Wert von der vom X-Abtastzähler 126 angebotenen Adresse sowie
die Adresse im Y-Cursor-Zwischenspeicher 1002 von der
vom Y-Abtastzähler 127 angebotenen Adresse. Für Bezugszwecke
ist die obere linke Ecke des Cursor-Bildes die im X-
und Y-Cursor-Zwischenspeicher abgelegte X-, Y-Position.
Das Bit-Ausgangssignal des Cursor-Erzeugungs-Festwertspeichers
1006 wird mit dem Bilddatenausgangssignal des digitalen
Speichers im Video-Signalgenerator 124 zur Abgabe an
den Video-Monitor kombiniert. Die Cursor-Auflage ist unabhängig
vom Inhalt des Wiedergabe-Bildrahmenspeichers und
ändert dessen Inhalt nicht. Wenn das Schreibsignal WRITE
betätigt ist, hält eine Verzögerungsschaltung in der Cursor-
Steuerschaltung 1005 das Bild des Cursors in der Wiedergbe
für eine kurze Zeitspanne fest, bevor es abgeschaltet
wird. Wenn das Radiersignal ERASE abgeschaltet wird, verschwindet
der Cursor sofort.
Im normalen Betrieb bewegt sich der Schreib-Cursor kontinuierlich,
während neue Daen in den Speicher eingeschrieben
werden. Bei einem typischen elektronischen Tafelsystem fügt
der graphische Senderempfänger den Signalen Xout und Yout
bei einer Radieroperation ein Zittern hinzu. Die Cursor-
Steuerschaltung kann so ausgelegt sein, daß sie dieses Zittern
benutzt, um den Radier-Cursor zu veranlassen, sich so
zu bewegen, als ob er einen kleinen Bereich im wiedergegebenen
Bild ausradiert. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, dieses kleine Zittern nicht zu beachten und einen
sich kontinuierlich bewegenden Radier-Cursor darzustellen,
der mit Bezug auf den Radierbereich zentriert ist.
Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, den
Cursor mit einer Helligkeit zu erzeugen, die von der des
dargestellten Bildes verschieden ist, um die Sichtbarkeit
des Cursors zu verbessern. Die Form des Cursors läßt sich
ändern, indem einfach die Bitmuster in dem Festwertspeicher
1006 zur Erzeugung des Cursor-Bildes geändert werden. Es
läßt sich jede gewünschte Kompliziertheit oder Verfeinerung
erreichen, indem ein Festwertspeicher mit unterschiedlichen
Bitmustern benutzt wird, die für unterschiedliche Operationen
entweder manuell oder automatisch auswählbar sind. So
wäre es möglich, dem Betrachter die Wahl von graphischen
Cursorn zu überlassen, von denen einige farbig sein könnten.
Eine mögliche Verwirklichung für eine solche Auswahl besteht
in der Speicherung von Bits in unterschiedlichen Festwertspeicher-
Abschnitten, die jeweils von einer entfernten
Stelle aus wählbar sind.
Eine andere Verwirklichung einer Cursor-Auswahl von einer
entfernten Stelle aus könnte die Verwendung einer besonderen
Cursor-Auflage für jede Position von mehreren entfernten
Tafelpositionen sein. Bei dieser Verwirklichung kann eine
zusätzliche Gruppe von Ausgangssignalen des Decoders 112
(Fig. 9) und des Wählers 114 die Quelle eines entfernten Schreib- oder
Radiersignals auf ähnliche Weise wiedergegeben wie bei der
oben angegebenen US-PS 41 25 743 um festzustellen, welche
der drei Tafeln die Quelle für neue Schreib- oder Radierbefehle
ist. Jede entfernte Position kann durch eine andere
Schreib-Cursor-Auflage dargestellt werden, so daß ein Betrachter
sofort weiß, welche Position neue Informationen
überträgt. Die entfernte Position kann durch die Form oder
Farbe der Cursor-Auflage oder eine Kombination dieser Eigenschaften
unterschieden werden.
Claims (7)
1. Graphisches Übertragungssystem mit einer Sendeeinheit zur
Erzeugung und/oder Entfernung graphischer Bilder oder
Teile solcher Bilder und einer Empfangseinheit mit einer
einen Speicher enthaltenden Betrachtungseinrichtung zur
Darstellung der Bilder,
gekennzeichnet durch eine empfangsseitige Einrichtung
(100, 1001 bis 1007) zur Erzeugung eines besonderen
graphischen Symbols (301, 501, 601) an einer Position auf
der Betrachtungseinrichtung (13), die an der Sendeeinheit
(11) vorgegeben wird.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes graphisches Symbol
(301, 601) die Hinzufügung eines Bildteils
(Schreibvorgang) und ein zweites graphisches Symbol (501)
die Entfernung eines Bildteils (Radiervorgang) an der
Betrachtungseinrichtung (13) darstellt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige
Einrichtung (100) eine Steuereinrichtung (1005) zur
automatischen Entfernung der graphischen Symbole (301,
501, 601) aufweist, wenn die Bilder auf der
Betrachtungseinrichtung (13) sich nicht ändern.
4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1005)
das zweite graphische Symbol (501) unmittelbar nach dem
Aufhören des Radiervorganges und das erste graphische
Symbol (301, 601) erst nach Ablauf eines festen
Zeitintervalls nach Aufhören des Schreibvorganges
entfernt.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige
Einrichtung (100) einen Festwertspeicher (1006) aufweist,
dessen Bitmuster zur Bildung der graphischen Symbole
benutzt werden.
6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Betrachtungseinrichtung
ein Video-Monitor (13) ist, der durch einen
Auffrischspeicher (123) gesteuert wird, und daß das
Ausgangssignal des Festwertspeichers (1006) mit dem
Ausgangssignal des Auffrischspeichers (13) gemischt wird.
7. System nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche graphische
Symbole unterschiedlichen Sendeeinheiten zugeordnet sind.
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