DE4022384A1 - Anzeige zur vorausbestimmung eines graphikpfades - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft graphische Anzeigesysteme für Systeme für digitale Videoeffekte (DVE-Systeme), und insbesondere eine Anzeige zur Vorausbestimmung eines Graphikpfades, um einer Bedienungsperson bei der Entwicklung und Änderung eines Videoeffektes eine visuelle Hilfestellung zu geben, ohne daß hierfür der Effekt ablaufen muß.

Eine der Funktionen eines DVE-Systems besteht in der Manipulation zweidimensionaler Videobilder in einem dreidimensionalen "Raum". Ein graphisches Anzeigesystem emuliert diese Funktion unter Verwendung von sogenannten "Linienskeletten", d.h. den Umrissen der Videobilder anstelle der wirklichen Videobilder. Bei Steuerung durch die Bedienungsperson ermöglicht das DVE-System die Drehung und freie Bewegung von Bildern in dem dreidimensionalen Raum. Die Bedienungsperson verwendet diese Einrichtung zur Definition wichtiger Positionen oder "Schlüsselbilder" (bzw. "Schlüsselrahmen") in dem Raum. Eine Serie von Schlüsselbildern bildet einen Videoeffekt. Nach Erstellung des Effekts läßt die Bedienungsperson den Effekt über das DVE- System automatisch ablaufen. Das DVE-System läßt den Effekt durch Erzeugung einer Serie von Zwischenpositionen, die zwischen jedes Paar aufeinanderfolgender Schlüsselbilder innerhalb des Effekts fallen, ablaufen. Diese Serie wird mit Videohalbbildraten erzeugt, um den Anschein der Bewegung zu geben.

Die Serie der Zwischenpunkte, die gewählt wird, bildet den Pfad, dem der Ablauf eines Effekts folgt. DVE-Systeme stellen multiple Algorithmen zur Bestimmung dieser Zwischenpunkte zur Verfügung, und ermöglichen der Bedienungsperson eine schlüsselbildweise Wahl aus den erhaltenen multiplen Pfaden. Beispielsweise kann einer der Algorithmen der Bedienungsperson ermöglichen, durch Einstellung der Pfadsteuerparameter, beispielsweise Spannung, Kontinuität und Vorspannung (Bias), weitere Kontrolle über den Pfad auszuüben. In der US-Patent­ schrift Nr. 47 97 836 (ausgegeben am 10. Januar 1989), ist ein solcher Algorithmus offenbart. Diese Parameter lassen sich auch schlüsselbildweise variieren. Obgleich die Bedienungsperson eine umfassende Kontrolle über den Pfad hat, den der Effekt nimmt, ist jedoch das Ergebnis von Veränderungen aufgrund der Wahl des Algorithmus oder der Parameter nicht erkennbar, bis der Effekt wirklich abläuft.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Anzeige zur Vorausbestimmung eines Graphikpfades verfügbar zu machen, die einer Bedienungsperson bei der Modifizierung eines Video­ effekts eine visuelle Hilfestellung gibt, indem der Pfad angezeigt wird, den der Effekt bei seinem Ablauf nehmen wird.

Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Anzeige zur Vorausbestimmung des Graphikpfads für einen Videoeffekt zur Verfügung, indem ein vorausbestimmter Bewegungspfad für einen Videoeffekt angezeigt wird, während eine Bedienungsperson verschiedene Parameter, die den Videoeffekt definieren, verändert, so daß die Bedienungsperson erkennen kann, wie der Effekt bei seinem Ablauf erscheinen wird. Ein "Linienskelett" wird zur Anzeige an jeder einer Vielzahl von definierten Positionen, die allgemein als Schlüsselbilder bezeichnet werden, erzeugt. Dann wird eine Vielzahl von Zwischenskeletten, Punkten oder Strichen zur Anzeige bei ausgewählten Anzeigeintervallen gemäß einem Anzeigealgorithmus und -parametern, wie sie von der Bedienungsperson gewählt wurden, erzeugt. Bei Wahl anderer Algorithmen, Änderung der Parameter oder Manipulation der Schlüsselbilder durch die Bedienungsperson werden neue Zwischenskelette, Punkte oder Striche zur Anzeige erzeugt, so daß die Anzeige den vorausbestimmten Bewegungspfad zwischen den Schlüsselbildern, der auftreten würde, wenn der Effekt nach den geänderten Schlüsselbildern, Algorithmen oder Parametern abläuft, in Echtzeit angibt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes eines Videoeffektsystems mit der Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitablaufsschema eines Videoeffekts unter Verwendung der Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Allgemeinzustandsdiagramm für die Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ein Zustandsdiagramm eines Pfadanzeigealgorithmus für die Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anzeige eines Pfades, wie er von der Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer modifizierten Pfadanzeige für den Videoeffekt von Fig. 5.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, weist ein Videoeffektsystem 10 ein Steuerfeld 12 auf, das als Bedienerschnittstelle dient und mit einer Steuerschaltung 14 interagiert. Die Steuerschaltung 14 gibt Steuersignale an verschiedene Videoprozessoren 16 und an ein Graphikanzeigesystem 18. Die Bildprozessoren 16 empfangen Eingangsbilder von verschiedenen Quellen, beispielsweise Speichermedien, Rechner oder Videoquellen, und sie erstellen in Kombination ein Endausgangsbild zur Anzeige. Das Graphikanzeigesystem erstellt einen Graphikausgang, der einem Mischer 20 eingegeben wird. Das Endausgangsbild wird ebenfalls dem Mischer 20 eingegeben, damit entweder der Graphikausgang, das Endausgangsbild oder der mit dem Endausgangsbild überlagerte Graphikausgang erstellt wird. Der Ausgang des Mischers 20 wird auf einem Monitor 22 angezeigt, damit eine Bedienungsperson die Effekte von Eingaben über das Steuerfeld 12, die zur Manipulation der verschiedenen von den Bildprozessoren 16 erzeugten Bildern verwendet wird, beobachten kann.

Die Linienskelette, die eine Pfadanzeige für einen Videoeffekt darstellen, lassen sich gegen einen schwarzen Hintergrund anzeigen, wobei die Schlüsselskelette weiß sind, und die Zwischenskelette zur Absetzung gegen erstere einen Grauton aufweisen. Alternativ können die Schlüsselskelette auch die eine Farbe haben und die Zwischenskelette eine andere. Die Linienskelette lassen sich auch auf dieselbe Weise über dem Endausgangsbild anzeigen. Dieses Merkmal läßt sich weiterhin auch in Verbindung mit dem Merkmal eines reduzierten Blickschlitzes verwenden, wie er in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "Reduced Viewport for Graphics Display" (Anmeldedatum 4. August 1988) von denselben Erfindern wie die vorliegende Anmeldung beschrieben ist, so daß die Pfadanzeige im gesamten Raum und nicht nur in dem Abschnitt des Raumes zu sehen ist, den die Anzeige umfaßt. Dieses simultane Plotten der Linienskelette ergibt eine Zeitebenenansicht des Pfades. Für z-Achsen-Transformationen können die "versteckten" Abschnitte der Linienskelette weggelassen werden. Es lassen sich auch alphanumerische Zeichen zur Identifikation der Schlüsselpositionen und der Quelle des veränderten Bildes verwenden.

Ein Algorithmus zur Anzeige eines Graphikpfades erzeugt eine Reihe von Anzeigepunkten, die normalerweise angezeigt werden, wenn der Effekt abläuft. Diese Punkte lassen sich durch graphische Bilder darstellen, wie beispielsweise den voranstehend erwähnten Linienskeletten, die den Umriß des eigentlichen Videobildes darstellen, Punkten 25 oder gestrichelten Linien 27, wie sie alternativ in der Fig. 2 zu sehen sind. Dieser Satz von Anzeigepunkten umfaßt die Schlüsselbildpunkte und Zwischenpunkte, die die gesamten durch den Effekt definierten Anzeigepunkten darstellen. Eine Bedienungsperson wählt einen Untersatz (ein "Subset") aller Pfadpunkte zur Anzeige, sowie die graphische Darstellung dieser Punkte. Ein jeder Anzeigepunkt in dem Effekt ist eine Funktion der Zeit in den Effekt hinein, oder seiner Position in dem Effekt, so daß die Position als Zeitwert betrachtet werden kann, der vom Beginn des Effekts an gemessen wird.

Der vollständige Satz der Pfadanzeigepunkte, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, wird von den Effektschlüsselbildern 24, einem Arbeitspuffer innerhalb der DVE-Steuereinheit 14, der Effektdauer (T) und einer Videoanzeigerate (VDR: Video Display Rate = Videoanzeigerate) bestimmt, wie beispielsweise einer Fernsehnorm-Halbbilddauer ("Feldrate") von 30 Vollbildern pro Sekunde, wobei ein jedes Vollbild zwei Halbbilder umfaßt. Das digitale Videoeffektsystem errechnet einen Anzeigepunkt für jede von dem Effekt definierte Videobildposition. Der Effekt umfaßt die Anzeigepunkte, die von einer Serie von Positionen, die gleichmäßig je 1/VDR zeitlichen Abstand voneinander aufweisen, bestimmt werden und weist "Zwischen"-Positionen 26 auf. Die Gesamtzahl von Positionen, P, wird von dem Produkt der Effektdauer und der VDR

P = T VDR

bestimmt. Diese Positionen lassen sich in Echtzeit mit einer Position pro 1/VDR anzeigen ("Ablauf"-Modus), oder das System kann an einer bestimmten Position angehalten sein ("Änderungs"-Modus).

Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, empfängt ein Pfadanzeige­ algorithmus 30 Informationen von der Steuereinheit 14 für die digitalen Videoeffekte und gibt Anzeigeinformationen in Form von zwei Schlüsselrahmen und einen dazugehörigen Koeffizienten an das Graphikanzeigesystem 18 aus. Wie im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist, bestimmt der Pfadanzeigealgorithmus 30, welche Positionen des Effektes unter Verwendung der Effektdauer, der gegenwärtigen Position in den Effekt hinein und verschiedene Selektionen der Bedienungsperson angezeigt werden sollen. Die Effektdauer ist die gesamte Dauer des Effektes, die gegenwärtige Position ist die gegenwärtige Zeit des digitalen Effektsystems in den Effekt hinein, und die Selektionen der Bedienungsperson sind Parameter zur Modifikation der Pfadanzeige. Diese Selektionen der Bedienungsperson umfassen den dargestellten Abschnitt des Pfades, mit zeitlicher Festlegung; ob der angezeigte Abschnitt des Pfades fest bleibt oder um die gegenwärtige Position oder um eine Zeit herum zentriert ist; die graphische Darstellung der Anzeigepunkte entweder in der Form von Linienskeletten, oder Punkten oder Linien; und die "Dichte" der Pfadanzeige oder der Positionsrate (n/VDR), wobei n eine ganze Zahl ist, so daß jede "n"-te Position angezeigt wird. Ein jedes Schlüsselbild wird angezeigt, wobei die Dezimierung um n zwischen den Schlüsselbildern geschieht.

Der Arbeitspuffer innerhalb der DVE-Steuereinheit 14 enthält Parameter, die von der gegenwärtigen Position bestimmt werden, die den Anzeigepunkt definieren. Der Arbeitspuffer enthält Schlüsselbildparameter, falls die gegenwärtige Position auf einer Schlüsselbildposition ist, und Zwischenparameter, falls die gegenwärtige Position zwischen Schlüsselbilder fällt. Im Änderungsmodus ändert die Bedienungsperson die Parameter des Arbeitspuffers und sieht den Einfluß, den diese Änderungen auf den Effekt hätten, ohne daß der eigentliche Effekt hierbei verändert wird. Ein "Roh"-Effekt wird durch Einbau dieser Veränderungen im Arbeitspuffer in den Effekt erzeugt, und dieser "Roh"-Effekt wird zur Erzeugung der Pfadanzeige verwendet. Ist die gegenwärtige Position auf einer Schlüsselbildposition, wird der "Roh"-Effekt dadurch erzeugt, daß angenommen wird, die Veränderungen am Arbeitspuffer seien Modifikationen dieses Schlüsselbildes. Wenn die gegenwärtige Position zwischen Schlüsselbildern liegt, wird der "Roh"- Effekt durch die Annahme erzeugt, daß ein Schlüsselbild bei der vorliegenden Position auf dem Pfad eingesetzt wird und daß Modifikationen des Arbeitspuffer an diesem Schlüsselbild vorgenommen werden.

Für jede gewählte Position verwendet der Pfadanzeigealgorithmus 30 diese Position zur Wahl zweier aufeinanderfolgender Schlüsselbilder aus dem "Roh"-Effekt und zur Errechnung eines Zwischenkoeffizienten, der den prozentualen Zeitanteil vom ersten Schlüsselbild zum zweiten Schlüsselbild oder die Position im Verhältnis zur Position der beiden Schlüsselbilder darstellt. Die beiden Schlüsselbilder und Koeffizienten miteinander enthalten ausreichend Informationen zur Bestimmung des Anzeigepunktes. Der Anzeigepunkt wird auf dieselbe Weise durch einen zwischengefügten Algorithmus in dem Graphikanzeigesystem 18 von den zwei Schlüsselbildern und dem Koeffizienten bestimmt, wie "neueingespielte Informationen" von dem in der entgegengehaltenen, voranstehend erwähnten Patentanmeldung "Reduced Viewport for Graphics Display" beschriebenen Graphikanzeigesystem verarbeitet werden.

Wie in Fig. 5 zu sehen ist, werden die Zwischenpositionen 26 als feste Linienskelette ohne Unterdrückung der versteckten Linien gezeigt, während in Fig. 6 für den Anschein der Bildtiefe die Zwischenpositionen ohne versteckte Linien gezeigt werden. Die Bedienungsperson hat den Abschnitt des Effekts von Fig. 1 zur Anzeige gewählt, der die ersten drei Schlüsselbilder 24 enthält. Ändert die Bedienungsperson Schlüsselbilder, die den Pfad betreffen, dann stellt der Pfadanzeigealgorithmus 30 automatisch die Pfadanzeige im Ausgleich zu den von der Bedienungsperson ausgeführten Änderungen ein. Die Einstellung vollzieht sich in Echtzeit als Reaktion auf von der Bedienungsperson durchgeführte Einstellungen über einen Hebel (Joystick) oder Knopf. Die Position des Schlüsselbildes K2 wurde durch die Bedienungsperson hinauf in die Y-Dimension und zurück in die Z-Dimension geändert, wodurch die Größe des Schlüsselbildes K2 aufgrund der Perspektive kleiner erscheint, und der Pfadanzeigealgorithmus 30 den neuen, von der Fig. 1 abgeleiteten Effekt als die Pfadanzeigen in den Fig. 5 oder 6 dargestellt hat, je nachdem, ob die Bedienungsperson die Entfernung der versteckten Linien aus dem Bild gewählt hat oder nicht. Die erhaltene Darstellung ähnelt der eines "Slinky", dessen eines Ende an dem geänderten Schlüsselbild befestigt ist. Die Bedienungsperson kann diese Veränderungen "abspeichern", um den neuen Effekt beizubehalten, oder diese Veränderungen löschen, um den alten Effekt zu belassen. Die vorliegende Erfindung stellt ein System zur Anzeige von Graphik in Form von Linienskeletten, Punkten oder Strichen zur Verfügung, wobei diese Anzeigeelemente (Linien, Punkte oder Striche) programmierte Schlüsselpositionen und erzeugte Zwischenpositionen darstellen. Die Zwischenpositionen werden als Funktion des gewählten Algorithmus und der Einstellung der variablen Algorithmus-Parameter variiert.

Claims (2)

1. Verfahren zur Anzeige eines vorausbestimmten Graphikpfades, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Wahl eines Abschnittes eines Videoeffekts zur Anzeige;
Modifizierung verschiedener Parameter des gewählten Abschnitts;
Erzeugung eines "Roh"-Videoeffekts für den gewählten Abschnitt gemäß den modifizierten verschiedenen Parametern; und
Anzeige des "Roh"-Videoeffekts, um den vorausbestimmten, sich aus dem Modifizierungsschritt ergebenden Graphikpfad zu zeigen.

2. Verfahren zur Anzeige eines vorausbestimmten Videoeffekts als Reaktion auf Modifizierungen in verschiedenen Parametern, die den Ablauf eines Videoeffekts beeinflußen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erzeugung eines "Roh"-Videoeffekts aus einem gewählten Abschnitt des Videoeffekts und Parametern für den gewählten Abschnitt, wobei der "Roh"-Videoeffekt "Roh"- Schlüsselbilder aufweist;
Bestimmung der gewählten Pfadpositionen als Funktion einer Dauer des Videoeffekts, einer gegenwärtigen Position innerhalb der Dauer und der gewählten Pfadparameter; und
Wahl von zwei aufeinanderfolgenden Schlüsselbildern aus den "Roh"-Schlüsselbildern und Errechnung eines Zwischenkoeffizienten als Funktion der zwei aufeinanderfolgenden Schlüsselbilder und den gewählten Pfadpositionen, wobei die beiden aufeinanderfolgenden Schlüsselbilder und der Zwischenkoeffizient zur Erzeugung einer Anzeigeposition für den "Roh"-Videoeffekt verwendet werden.