DE60031337T2

DE60031337T2 - Geräteabhängige Darstellung von Zeichen

Info

Publication number: DE60031337T2
Application number: DE60031337T
Authority: DE
Inventors: Terence S. San Jose Dowling; Jeremy A. San Jose Hall
Original assignee: Adobe Systems Inc
Current assignee: Adobe Inc
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: US20060181533A1; US20040212620A1; EP1077445A3; DE60031337D1; EP1077445B1; US7646387B2; US7425960B2; US6563502B1; EP1077445A2

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein Computersysteme, und genauer das Darstellen bzw. Rendern von Zeichen, die auf Computerausgabevorrichtungen anzuzeigen sind.
Hintergrund der Erfindung
Computersysteme beinhalten typischerweise eine gewisse Form einer visuellen Ausgabevorrichtung. Beispielsweise beinhaltet in 1 ein Computersystem 10 nach dem Stand der Technik einen Computer 12, eine Tastatur 14, eine Plattenspeichereinheit 16, eine Videoanzeige 18 und einen Drucker 20.
Der Computer 12 beinhaltet eine zentrale Datenverarbeitungsanlage (CPU) 22, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 24, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 26, und eine Eingabe/Ausgabe (I/O) 28. Die verschiedenen Komponenten 22–28 des Computers 12 sind durch ein Bus- bzw. Hauptleitungssystem 30 gekoppelt. Wie von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt bzw. geschätzt werden wird, ist die Darstellung des Computers 12 für die Zwecke dieser Diskussion sehr vereinfacht worden, aber beinhaltet die fundamentalen Komponenten eines Computers und ihre gegenseitigen Verbindungen bzw. Zusammenschaltungen.
Vorrichtungen, wie beispielsweise Tastatur 14, Plattenspeicher 16, Videoanzeige 18 und Drucker 20 werden häufig als "periphere" Vorrichtungen erwähnt. Wenn sie an den Computer 12 gekoppelt sind, werden sie Teil des Computersystems 10. Einige periphere Vorrichtungen dienen primär zum Eingeben von Information an den Computer 12, andere periphere Vorrichtungen bzw. Peripheriegeräte werden verwendet, um Information vom Computer 12 auszugeben, und einige Computerperipheriegeräte werden sowohl zum Eingeben als auch Ausgeben von Information verwendet.
Die Videoanzeige 18 und der Drucker 20 sind übliche Ausgabevorrichtungen für den Computer 12. Derartige Ausgabevorrichtungen bilden typischerweise temporäre bzw. vorübergehende oder permanente Bilder aus, um Information an einen Benutzer eines Computersystems 10 zu übertragen bzw. zu senden. Beispielsweise beinhaltet die Videoanzeige 18 einen Schirm, der Zeichen bzw. Buchstaben, Graphiken und andere Typen von Bildern anzeigen kann.
Eine Anzahl von Problemen entsteht, wenn Zeichen auf einer Computerausgabevorrichtung angezeigt werden. Der Ausdruck "Zeichen", wie er hierin verwendet wird, ist nicht auf alphanumerische Zeichen beschränkt, sondern beinhaltet jede Form von Zeichen, Zahl, Symbol oder einer anderen codierten Vorrichtung, die auf einer Computerausgabevorrichtung dargestellt oder angezeigt werden kann. Einige Probleme betreffen die Auflösung der Ausgabevorrichtung, und andere Probleme betreffen die menschliche visuelle Wahrnehmung. "Auflösung", wie sie hierin verwendet wird, bezieht sich auf die Größe von individuellen bzw. einzelnen Pixeln bzw. Bildpunkten einer Computerausgabevorrichtung, und das Beabstanden zwischen den Pixeln bzw. Bildpunkten der Ausgabevorrichtung.
Die Probleme, die einem Abbilden von Zeichen innewohnen, neigen dazu, für kleine Zeichen ausgeprägter zu sein als für größere Zeichen. Dies deshalb, weil kleine Zeichen aus weniger Bildpunkten bestehen, und deshalb ist sogar eine Verzerrung von einigen Bildpunkten in den kleineren Zeichen leicht erkennbar. Einige der Verzerrungen, die auftreten können, insbesondere in diesen kleineren Zeichen, sind: unausgeglichene "Grundstrich"-Breiten, dünne Merkmaltrennung, ein Über/Unter-Füllen, und ein ungenaues Gewichten. Einer der am meisten wahrnehmbaren dieser Mängel sind unausgeglichene Grundstrichbreiten, wo vertikale und horizontale Striche von Zeichen von variierender Breite aufgrund des Zeichen darstellenden Prozesses sein können. Ein anderer sehr wahrnehmbarer Mangel ist der Effekt einer ungenauen Gewichtung von kleinen Zeichen aufgrund eines Quantisierungseffekts. Ein Zufügen eines Bildpunkts (das "Quantum") zu einem Zeichengrundstrich, der nur einige Bildpunkte breit ist, kann das "Gewicht" verzerren, das dem Zeichen gegeben ist, beispielsweise kann es erscheinen "fett" zu sein, selbst wenn es ein Normalgewichts-Zeichen bzw. Zeichen mit normaler Gewichtung ist.
In 2A ist ein Problem im Stand der Technik von unausgeglichenen Grundstrichbreiten illustriert. In diesem Fall ist ein Kleinbuchstabe "m" über ein Hochauflösungsgitter 32 überlagert, sowohl in einer Umriß-Form 34 als auch einer "Bitmap"-Form 36 gezeigt. "Bitmap" bezieht sich auf eine Eins-zu-Eins-Abbildung zwischen Daten, die in dem Speicher des Computers 12 gespeichert sind und einem Bild des Zeichens, das anzuzeigen ist, d.h. jeder Bildpunkt der Ausgabevorrichtung entspricht einem Bit an Information, die in dem Computer gespeichert ist. Der Umriß 34 wird typischerweise durch ein analysiertes Font- bzw. Schrifttypenprogramm bereitgestellt, wie beispielsweise im Adobe Type I Format, Version 1.1 beschrieben, das von Adobe Systems, Inc. von San Jose, Kalifornien, verfügbar ist, häufig erwähnt als das "schwarze Buch" bzw. "Black Book" aufgrund der Farbe seines Einbands. Der Zeichenumriß 34 wird umgewandelt oder "dargestellt" bzw. "gerendert" in die Bitmap 36 durch ein darstellendes Programm oder einem "Renderer", der von einer Vielfalt von Quellen, einschließlich Adobe Systems, Inc. verfügbar ist.
In 2A beinhaltet der Buchstabe "m" eine gewisse Verwindung bzw. Verzerrung, die der Umwandlung von Fontumriß 34 zur Form der Bitmap 36 zuzuschreiben ist. Insbesondere sind die drei vertikalen Beine bzw. Schenkel oder "Grundstriche" des Buchstabens "m" von verschiedenen Breiten. Wie erwähnt, ist der linke Grundstrich 38a zwei Pixel breit, der mittlere Stem bzw. Grundstrich 38b ist ein Pixel breit, und der rechte Grundstrich 38c ist zwei Pixel breit.
Während Zeichen häufig auf einem Hochauflösungsgitter dargestellt bzw. wiedergegeben werden, wie dies in 2A illustriert ist, müssen sie in eine Darstellung bzw. Repräsentation eines "groben Gitters" umgewandelt werden, bevor sie an der Ausgabevorrichtung angezeigt werden können. Die Auflösung des groben Gitters entspricht der Auflösung der Ausgabevorrichtung.
In 2B erlaubt die Umwandlung bzw. Konversion von einem Hochauflösungsgitter zu einem groben Gitter dem Renderer bzw. der Wiedergabevorrichtung, die Grundstriche erneut auszugleichen. Genauer verwendet das System "Hinweise", die durch das analysierte bzw. geparste Font- bzw. Schriftgattungsprogramm bereitgestellt werden, um die Grundstriche der Zeichen zu dehnen bzw. zu strecken und dann an dem groben Gitter auszurichten. Wie erwähnt bzw. festgehalten, sind in 2B die Stems bzw. Grundstriche 40a, 40b und 40c alle von der gleichen Breite und deshalb kann das Problem der unausgeglichenen Grundstriche für Schwarz-und-Weiß-Typen von Ausgabevorrichtungen gelöst werden.
Während der Stand der Technik das Problem von unausgeglichenen Grundstrichbreiten für Schwarz-Weiß-Ausgabevorrichtungen gelöst hat, ist das Problem für Grauskalen- und Farbausgabevorrichtungen erneut aufgetaucht. Einige Ausgabevorrichtungen verwenden eine Technik, die als "Anti-Aliasing" bekannt ist, um die Illusion von glatteren Kurven und weniger gezackten diagonalen Linien zur Verfügung zu stellen. Dies wird durch ein Variieren von Grauskala- oder Farbwerten des groben Gitters erreicht. Jedoch kann diese Manipulation erneut das Problem von unausgeglichenen Grundstrichbreiten auf anti-aliasierte Zeichen einführen.
In 2C ist bzw. wird der Kleinbuchstabe "m" gegen ein grobes Gitter 42 und ein entsprechendes Hochauflösungsgitter 44 gezeigt. Das Hochauflösungsgitter 44 ist nur in einer der Zellen des groben Gitters 42 gezeigt, um die Zeichnungen nicht undeutlich zu machen, obwohl erkannt werden wird, daß das Hochauflösungsgitter 44 mit allen Zellen des groben Gitters 42 assoziiert bzw. verbunden ist. Das grobe Gitter und das Hochauflösungsgitter stehen wie folgt in Beziehung. Wenn die Ausgabevorrichtung 2ⁿ + 1 Grauskalenwerte aufweist, wird jede "Zelle" 46 des groben Gitters 42 2ⁿ Pixel 48 aufweisen. Um ein konkreteres Beispiel bereitzustellen, wenn 17 Grauskalenwerte von reinem Weiß bis reinem Schwarz bereitgestellt werden, dann sind 2⁴ oder 16 Pixel bzw. Bildpunkte des Hochauflösungsgitters in jeder Zelle des groben Gitters 42. Dies bedeutet, daß die Auflösung des Hochauflösungsgitters 44 das Vierfache der Auflösung des groben Gitters 42 ist. Wie vorher, wird der Fontumriß 50 für den Buchstaben "m" erhalten, und eine Bit karte 52 wird bei der Auflösung des Hochauflösungsgitters vom Fontumriß 50 durch den Renderer entwickelt.
In 2D wurde die Bitkarte bzw. Bitmap 52 in eine Grauskalen-"Pixelkarte" umgewandelt, welche an die Ausgabevorrichtung gesandt werden kann. Die Umwandlung bzw. Konversion wird üblicherweise in einer direkten Art erreicht. Die Anzahl von Pixeln bzw. Bildpunkten für eine bestimmte Zelle wurde gezählt und diese Anzahl wird in das Grauskalenniveau für diese Zelle eingetragen bzw. kartiert. Deshalb werden Zellen, die mehr Pixel aufweisen, einem dünkleren Grauskalenwert entsprechen als Zellen, die weniger Pixel aufweisen. Diese Technik, die als ein "Anti-Aliasing" erwähnt wird, glättet das Aussehen von Kurven sehr bzw. stark und verringert die Gezahntheit von diagonalen Linien, wie dies den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist.
Wie hierin verwendet, ist eine "Pixelkarte" sehr ähnlich einer "Bitmap" mit der Ausnahme, daß mehrere Werte in dem Speicher des Computersystems 12 gespeichert sind, welche jedem Pixel der Ausgabevorrichtung entsprechen. Beispielsweise können für jedes Pixel auf einem Grauskalen- oder Farbvideomonitor mehrere Subpixel definiert werden, wobei jedes einen numerischen Wert beinhaltet, der am Computer gespeichert ist.
Jedoch ist, wie in 2D zu sehen, das Problem des nicht ausgeglichenen Grundstrichs als ein Ergebnis der Anwendung des "Anti-Aliasing"-Prozesses erneut aufgetreten. Genauer scheint ein Grundstrich 54a, zwei Pixel breit zu sein, während Grundstriche 54b und 54c erscheinen, über eine Pixelbreite zu sein. Wiederum ist dieses Grundstrich-Unausge glichenheitsphänomen ziemlich augenscheinlich in kleinen Zeichen und verringert die Qualität des ausgegeben Bilds.
Während sich diese Diskussion auf vertikale Stämme bzw. Stems bzw. Grundstriche konzentriert hat, ist dieses Problem gleichermaßen bei horizontalen Grundstrichen augenscheinlich. Beispielsweise ist auch, während das Beispiel des klein geschriebenen "m" gegeben wurde, dieses Problem eines Nicht-Ausgleichens des Grundstrichs auch an Buchstaben, wie beispielsweise einem Großbuchstaben "E" augenscheinlich bzw. ersichtlich. Außerdem können sowohl vertikale als auch horizontale "Grundstriche" oder Segmente in einem einzigen Buchstaben, wie beispielsweise dem Buchstaben "o" gefunden werden, welcher zwei vertikale Seitensegmente oder Grundstriche und zwei horizontale oberste und Bodensegmente oder Grundstriche aufweist.
Ein beträchtlicher Versuch wurde durch Ausgabevorrichtungshersteller unternommen, um das Bild zu steigern, das an die Ausgabevorrichtung als eine Bitmap oder Pixelmap bereitgestellt wird. Beispielsweise stehen bestimmte Drucker von Hewlett-Packard Company eine "Bildsteigerung" zur Verfügung, welche versucht, "gezahnte" diagonale Linien zu glätten und Kurven zu glätten. Während sie im allgemeinen nützlich sind, sind solche Bildsteigerungsmechanismen nach einem Darstellen bzw. Rendern nicht ganz erfolgreich, weil die Information, die verwendet wurde, um die Bitmaps oder die Pixelmaps (beispielsweise den Fontumriß) zu schaffen bzw. zu erzeugen, nicht für die Ausgabevorrichtung verfügbar ist, nachdem der Darstellungs- bzw. Renderprozeß angewandt worden ist. Deshalb kann die Bildsteigerung nach einer Darstellung nicht Probleme, wie beispielsweise unausgeglichene Grundstrichbreiten, etc. korrigieren.
Eine andere Technik zum Steigern des Bilds, das an die Ausgabevorrichtung bereitgestellt wird, beinhaltet ein Ausrichten von Grundstrichen an Pixelgrenzen und wird in der gemeinsam anhängigen US Patentanmeldung Serien Nummer 08/547,562, eingereicht am 23. Oktober 1995 mit dem Titel "Method and Apparatus for Rendering Characters", ("Verfahren und Vorrichtung zum Darstellen von Zeichen"), an Terence Dowling, übertragen auf Adobe Systems, Inc. von San Jose, Kalifornien beschrieben, deren Inhalt ausdrücklich hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Diese Technik leidet nicht an den Beschränkungen, die durch Post-Render-Lösungen bzw. Lösungen nach einer Darstellung geschaffen werden. Jedoch war die in der Dowling Anmeldung beschriebene Technik insofern beschränkt, daß die Grundstrichausrichtung auf ein einziges Vorrichtungsgitter und deshalb auf Vorrichtungsgittergrenzen (Pixelgrenzen) fixiert war, die darin definiert sind.
Bestimmte Ausgabevorrichtungen, wie beispielsweise LCDs, unterstützen ein Subpixel-Adressieren. Subpixel, wie hierin verwendet, beziehen sich auf eine Pixelkomponente, die unabhängig in der Ausgabevorrichtung adressierbar ist. Beispielsweise beinhaltet in einer herkömmlichen RGB-Farbausgabe-LCD-Vorrichtung ein einzelnes Pixel drei Komponenten, oder Subpixel, eine rote Komponente, eine grüne Komponente und eine blaue Komponente. Jedes der drei Subpixel ist für jedes Pixel unabhängig adressierbar, d.h., jede einzelne Komponente kann einen Wertesatz aufweisen, dessen Kombination die Farbe erzeugt, die durch den Benutzer für eine bestimmte Pixelstelle wahrgenommen wird. In einer herkömmlichen bzw. konventionellen RGB-LCD-Ausgabevorrichtung beinhalten die Subpixel eine Geometrie, die Subpixel-Geo metrie, die eine physikalische Anordnung der Subpixel an der Ausgabevorrichtung definiert. In einer herkömmlichen RGB-LCD-Ausgabevorrichtung ist jedes Subpixel in der Form eines Farbstrichs bzw. -balkens, und die Striche bzw. Balken sind als eine horizontale Reihe angeordnet. Abhängig vom Hersteller der Ausgabevorrichtung kann das Anordnen der Farbstriche von Vorrichtung zu Vorrichtung variieren. Beispielsweise in einer Colorbook-Vorrichtung, die durch Gateway Computers erzeugt wird, oder einer Inspiron 7000 Vorrichtung, die durch Dell Computer erzeugt wird, beinhaltet die Subpixel-Geometrie eine Anordnung von Farbstrichen in einer horizontalen Reihe. Andere Geometrien sind möglich, enthaltend eine eng bzw. dicht eingepackte hexagonale Anordnung.
EP 0 772 144 A2 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen von anti-aliasierten Zeichen auf einer Computerausgabevorrichtung, beinhaltend die Schritte eines Erzeugens bzw. Generierens eines Aufrufs von einem Clientprozeß für ein Zeichen, das darzustellen bzw. zu rendern ist, eines Darstellens des Zeichens bei hoher Auflösung und eines Ausrichtens der Grundstriche der Zeichen mit einem groben Gitter, das der Auflösung der Ausgabevorrichtung entspricht.
US 5 910 805 offenbart ein Verfahren zum Anzeigen eines von einer Bitmap abgeleiteten Textes an einer Anzeige, die eine beschränkte Beabstandungsauflösung von Pixel zu Pixel aufweist, wobei ein Bildfontfile erzeugt wird, das die komprimierte Bitmapdarstellung der Zeichen von einem oder mehreren Font(s) bzw. einer oder mehreren Schriftgattung(en) enthält, das bzw. die in einem gegebenen Text verwendet wird bzw. werden. Die komprimierten Bitmap-Darstel lungen sind als Zeichenbildschablonen bzw. -vorlagen abgeleitet, die einem Font mit vergrößerter Größe entsprechen. Die einzelnen Zeichen des Bildfontfiles werden, während sie in einer komprimierten Form verbleiben, selektiv in Übereinstimmung mit Schriftsetzungsspezifikations-Fehlerwerten verschoben, dann skaliert bzw. im Maßstab geändert und gefiltert, um ein Anzeigezeichen in einem anti-alisierten Subpixel-Format zu erzeugen.
EP 0 435 391 A2 offenbarte einen Farbanzeigeapparat, wobei durch ein Speichern der Farbinformation von Zeichen, die in drei Ebenen in einem Zeichengenerator anzuzeigen sind, diese Information in einer Anzeige-Regel- bzw. -Steuereinrichtung auf eine derartige Weise verwendet werden kann, daß Zeichen einer hohen Qualität angezeigt werden.
Ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum präzisen Anordnen von Grundstrichen bzw. Stems eines Zeichens und Erhöhen der effektiven horizontalen Auflösung einer Ausgabevorrichtung um einen Faktor in wenigstens einer Dimension zur Verfügung zu stellen. Dieses Ziel wird durch ein computer-implementiertes Verfahren zum Bearbeiten bzw. Verarbeiten eines Zeichens erfüllt, das die in Anspruch 1 geoffenbarten Merkmale aufweist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung wird ein computer-implementiertes Verfahren zum Bearbeiten bzw. Verarbeiten eines Zeichens zur Anzeige auf einer Rasterausgabevorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Ausgabevorrichtung eine Auflösung und einen Satz von Bildpunkten bzw. Pixeln aufweist, die ein Vorrichtungsgitter definieren, wobei das Verfahren umfaßt:
Darstellen bzw. Rendern des Zeichens bei einer Auflösung höher als die Auflösung der Ausgabevorrichtung, enthaltend ein Ausrichten eines Grundstrichs bzw. Stems des Zeichens; und Herunter- bzw. Downsampeln des dargestellten Zeichens auf die Auflösung der Ausgabevorrichtung,
wobei das Verfahren auch die Schritte umfaßt eines Bereitstellens einer Mehrzahl von Ausrichtgittern, wobei jedes Ausrichtgitter ähnlich zu dem Vorrichtungsgitter ist, jedoch um einen Abstand gleich einer Abmessung bzw. Dimension eines Subpixels bzw. Unterbildpunkts verschoben ist, eines Evaluierens der Mehrzahl von Ausrichtgittern und eines Auswählens eines besten Ausrichtgitters für den Grundstrich des Zeichens; und daß der Grundstrich des Zeichens unter Verwendung des gewählten Ausrichtgitters an eine Unterbildpunktgrenze ausgerichtet wird.
In einer herkömmlichen RGB-LCD-Vorrichtung kann die wirksame bzw. effektive Auflösung um eine Größenordnung von drei erhöht werden, ohne die Kosten/Komplexität der Ausgabevorrichtung zu erhöhen.
In einem Aspekt stellt die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zum Bearbeiten bzw. Verarbeiten eines Zeichens für eine Anzeige auf einer Rasterausgabevorrichtung bereit, wo die Ausgabevorrichtung eine Auflösung und einen Satz von Bildpunkten bzw. Pixeln aufweist, die ein Vorrichtungsgitter definieren. Das Verfahren beinhaltet ein Evaluieren einer Mehrzahl von Ausrichtgittern und ein Auswählen eines besten Ausrichtgitters für einen Grundstrich des Zeichens, wo die Mehrzahl von Ausrichtgittern aus einem Satz von Gittern ist bzw. besteht. Jedes Ausrichtgitter in dem Satz ist ähnlich zu dem Vorrichtungsgitter, jedoch um einen Abstand gleich einer Abmessung bzw. Dimension eines Subpixels bzw. Unterbildpunkts verschoben. Der Prozeß beinhaltet ein Rendern bzw. Darstellen des Zeichens bei einer höheren Auflösung als die Auflösung der Ausgabevorrichtung, enthaltend ein Ausrichten des Grundstrichs unter Verwendung des gewählten Ausrichtgitters an eine Unterbildpunktgrenze und ein Herunter- bzw. Downsampeln des dargestellten Zeichens auf die Auflösung der Ausgabevorrichtung.
Aspekte der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Zeichen wird bei einer Typengröße durch eine Schriftgattung bzw. einen Font erzeugt, die Fontmetriken aufweist, enthaltend Hinweisinformation, die ein Zentrum eines Grundstrichs definiert. Der Schritt eines Evaluierens beinhaltet ein Verschieben des Grundstrichs auf jedes Ausrichtgitter und ein Bestimmen eines Ausrichtgitters, welches am besten das Zentrum des Grundstrichs mit einer Unterbildpunktgrenze ausrichtet. Das Verfahren kann weiterhin ein Empfangen von Unterbildpunkt-Geometrieinformation für die Ausgabevorrichtung beinhalten, die eine Geometrie der adressierbaren Sub- bzw. Unterbildpunkte für jeden Bildpunkt der Ausgabevorrichtung definiert. Der Schritt eines Ausrichtens des Grundstrichs kann ein Verwenden der Subbildpunkt-Geometrieinformation beinhalten, um zu bestimmen, welche Subbildpunkte von welchen Bildpunkten zu beleuchten sind, wenn der Grundstrich nicht mit einer Bildpunktgrenze ausgerichtet ist. Der Strich eines Downsampelns kann ein Empfangen von vorrichtungsspezifischen Daten beinhalten, die spezifisch für die Ausgabevorrichtung abgeleitet sind bzw. werden, wo die vorrichtungsspezifischen Daten eine Mehrzahl von Funktionen beinhalten, eine für jede Farbebene, die durch die Ausgabevorrichtung verwendet wird. Das Verfahren kann ein Bestimmen einer Intensität für jeden Unterbildpunkt eines Bildpunkts in dem gewählten Ausrichtgitter unter Verwendung der vorrichtungsspezifischen Daten beinhalten, um Intensitätsdaten spezifisch für die Ausgabevorrichtung abzuleiten. Die Subpixel- bzw. Unterbildpunkt-Abmessung kann eine Unterbildpunkt-Breite, -Höhe oder -Höhe- und -Breite sein.
Aspekte der Erfindung können einen oder mehrere der folgenden Vorteile enthalten. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Technik verwendet werden kann, um Kurven zu glätten und zackige diagonale Linien zu verhindern, ohne gewisse Verwindungen bzw. Verzerrungen in das Bild des Zeichens einzubringen, das angezeigt wird, während eine bis zu dreifache Zunahme in der Auflösung in einer Dimension bzw. Abmessung für eine RGB Ausgabevorrichtung bereitgestellt wird. Die Erfindung erfüllt diese Aufgabe, indem die Hochauflösungs-Bitmap des Zeichens an eine Unterbildpunktgrenze eines Ausrichtgitters ausgerichtet wird und dann das Ausrichtgitter auf das grobe Gitter während des Render- bzw. Darstellungsprozesses kartiert bzw. abgebildet wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibungen und beim Studieren der verschiedenen Figuren der Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines typischen Computersystems gemäß dem Stand der Technik, welches auch ein geeigneter Host für das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
2A ist eine Ansicht einer Hochauflösungs-Bitmap gemäß dem Stand der Technik für den Buchstaben "m";
2B ist eine Ansicht einer Bitmap des Standes der Technik des Buchstabens "m", der mit einem groben Gitter derartig gestreckt und ausgerichtet worden ist, daß, wenn er an einer Schwarz-Weiß-Ausgabevorrichtung angezeigt wird, aussehen wird, ausgeglichene Grundstrichbreiten aufzuweisen;
2C illustriert den Buchstaben "m", der in einer Hochauflösungs-Bitmap dargestellt bzw. gerendert ist;
2D illustriert die unausgeglichenen Grundstrichbreiten, die beim Bereitstellen einer anti-aliasierten Version der Bitkarte bzw. Bitmap von 2C resultieren;
3A ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen von anti-aliasierten Zeichen mit ausgeglichenen Grundstrichbreiten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
3B zeigt die Beziehung zwischen einem Vorrichtungsgitter und Ausrichtgittern;
4 ist eine Illustration bzw. Darstellung des Schritts "EMPFANGEN EINES AUFRUFS VOM CLIENT" von 3A;
5 ist ein Flußdiagramm des Schritts "AUSRICHTEN VON GRUNDSTRICHEN" von 3A;
6 illustriert die Schritte "RUNDEN GRUNDSTRICHBREITE AN GROBES GITTER" und "ZENTRIEREN DES GRUNDSTRICHS AN GROBES GITTER" von 5;
7 illustriert die Schritte "RUNDEN GRUNDSTRICHBREITE AN HOCHAUFLÖSUNGSGITTER" und "AUSRICHTEN LINKS/BODEN UND OBERSEITE/RECHTS AN AUSRICHTGITTER" von 5;
8A, 8B, 8C und 8D werden verwendet, um ein erstes Beispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu illustrieren.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung beinhaltet vorzugsweise Prozesse bzw. Verfahren, die auf einem Computersystem, wie beispielsweise dem in 1 illustrierten Computersystem 10 ausgeführt werden ("laufen"). Jedoch können, wie dies durch Fachleute auf dem Gebiet wohl erkannt werden wird, die hierin beschriebenen Prozesse und Vorrichtungen auch durch Hardware- oder Firmware-Äquivalente implementiert werden. Beispielsweise sind viele fontdarstellende und andere Anzeigeprozesse in anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) eingebettet, wie dies Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist.
1 und 2A–2D wurden in bezug auf den Stand der Technik diskutiert. In 3A beginnt ein Prozeß 300 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für ein vorrichtungsabhängiges Darstellen bzw. Rendern, um Anti-Alias-Zeichen auf einer Computerausgabevorrichtung zu erzeugen, bei 302 und in einem Schritt 304 durch ein Empfangen einer vorrichtungsspezifischen Information für die Computerausgabevorrichtung. Die vorrichtungsspezifische Information kann Geometriedaten und Farbdaten beinhalten.
Die Geometriedaten können eine Unterbildpunktordnung und physikalische Geometrieinformation beinhalten. Die physikalische Geometrie definiert die Anordnung von Sub- bzw. Unterbildpunkten für die Computerausgabevorrichtung, beispielsweise eine horizontale Reihe von Unterbildpunkten. Die Unterbildpunktordnung definiert die Anordnung der speziellen Unterbildpunkte in der physikalischen Geometrie, beispielsweise einen roten Unterbildpunkt, nächst einem grünen Unterbildpunkt, nächst einem blauen Unterbildpunkt für jeden Bildpunkt in einer RGB Ausgabevorrichtung. Andere Ausgabekonfigurationen sind möglich, enthaltend GBR, GRB, BRG, BGR und RBG Konfigurationen. Die physikalische Geometrie für eine Ausgabevorrichtung kann eine Reihe von Farbstrichen in einer Dimension sein, beispielsweise eine horizontale Reihe von Farbstrichen bzw. -balken. Andere Anordnungen beinhalten eine eng bzw. dicht gepackte Anordnung. Methoden bzw. Verfahren zum Bestimmen der Geometriedaten sind im größeren Detail in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel "Device Specific Color Intensity Settings and Subpixel Geometry" ("Vorrichtungsspezifische Farbintensitätseinstellungen und Subpixel-Geometrie"), an Terence Dowling et. al., übertragen an Adobe Systems Corporation in San Jose, Kalifornien, beschrieben, eingereicht am 19. August 1999, deren Inhalt ausdrücklich hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Die Farbdaten können von der Form von vorrichtungsspezifischen Intensitätsdaten für die Computerausgabevorrichtung sein. Die vorrichtungsspezifischen Intensitätsdaten können von der Form einer mathematischen Funktion sein, die ein Kartieren bzw. Mapping von idealisierten Intensitätswerten für einen Bildpunkt auf vorrichtungsspezifische Intensitätswerte definiert. Das Mapping wird beim Downsampelprozeß für ein Bestimmen der Intensitätseinstellung für einen Bildpunkt im Vorrichtungsraum basierend auf der Anzahl von Bildpunkten in der Hochauflösungs-Bitmap verwendet, die auf "ein" geschaltet werden, wenn das Zeichen dargestellt wird. Der Render- bzw. Darstellungsprozeß wird in größerem Detail unten beschrieben. Methoden zum Bestimmen der Farbdaten werden in größerem Detail in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel "Device Specific Color Intensity Settings and Subpixel Geometry" beschrieben.
Ein Aufruf wird von einem Client mit einem Zeichenzeiger, Größe, Anzahl von Grauskalen und Verfahrensweise (306) empfangen. Wie hierin verwendet, ist ein "Client" ein Anwendungsprogramm, ein Hilfsprogramm oder ein anderer Prozeß, das bzw. der eine Hochauflösungs-Bitmap anfordert, die weiterhin an einer Ausgabevorrichtung be- bzw. verarbeitet und angezeigt werden kann. Beispielsweise kann ein Client ein Textverarbeitungsprogramm sein. Alternativ kann der Client Teil eines größeren "Renderers" sein.
Hinweisdaten werden für das Zeichen evaluiert und ein Zentrum für jeden Grundstrich wird angeordnet (308). Ein Hinweisen wird beim Darstellen des Zeichens verwendet, um Zeichenverdrehungen bzw. -verwindungen zu vermeiden. Ein Hinweisen wird detaillierter unten im Darstellungsschritt diskutiert.
Für jeden Grundstrich bzw. Stem wird das Zentrum des Grundstrichs auf jedes einer Serie bzw. Reihe von Ausrichtgittern (310) verschoben. Das "Vorrichtungsgitter", wie hierin verwendet, ist ein Gitter von Bildpunkt- bzw. Pixelstellen, das auf den Ausgabevorrichtungsraum kartiert bzw. abbildet und wird häufig als das grobe bzw. Weggitter bezeichnet. Das "feine Gitter", wie hierin verwendet, ist ein Gitter von Proben, das eine Auflösung aufweist, die höher ist als jene des Vorrichtungsgitters. Assoziiert bzw. verbunden mit jedem feinen Gitter ist eine Serie von Ausrichtgittern. Die Ausrichtgitter sind von der gleichen Auflösung wie das feine Gitter, weisen jedoch Pixelgrenzen auf, die um eine Unterbildpunktposition verschoben worden sind. Nach der Auswahl eines geeigneten bzw. entsprechenden Ausrichtgitters wird das Zeichen anfänglich zu der Auflösung des feinen Gitters gerendert, wie dies unten im größeren Detail beschrieben ist.
Bezugnehmend auf 3B ist eine Serie von Ausrichtgittern und ein Vorrichtungsgitter gezeigt. Ein Ausrichtgitter 380 beinhaltet eine Mehrzahl von Zellen 382, die eine Mehrzahl von Pixeln bzw. Bildpunkten 384 beinhalten. Jede Zelle 382 bildet direkt auf einen einzigen Bildpunkt im Vorrichtungsgitter 392 ab. Jeder Vorrichtungsbildpunkt 393 im Vorrichtungsgitter 392 ist bzw. wird durch eine Serie von Unterbildpunkten 394 definiert, die in einer Geometrie angeordnet sind. Ein Ausrichtgitter 386 beinhaltet eine Mehrzahl von Zellen 387, die eine Mehrzahl von Pixeln 388 beinhalten. Jede Zelle in einem Ausrichtgitter 386 bildet auf einen einzigen zusammengesetzten bzw. "Verbundbildpunkt" ab, der im Vorrichtungsgitter 392 angeordnet ist. Ein "Verbundbildpunkt", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Serie von benachbarten Unterbildpunkten, die in einer aggregierten Form einen Bildpunkt ausbilden, die jedoch noch nicht zusammengruppiert sind, um einen Vorrichtungsbildpunkt im Vorrichtungsgitter 392 auszubilden. Beispielsweise bilden Unterbildpunkte 394-2, 394-3 und 394-4, die zu Vorrichtungsbildpunkten 393-1, 393-1 bzw. 393-2 gehören, einen Verbundbildpunkt 395 aus.
Das Kartieren bzw. Abbilden bzw. Mappen des Ausrichtgitters 386 auf das Vorrichtungsgitter 392 ist ähnlich dem Abbilden des Ausrichtgitters 380 auf das Vorrichtungsgitter 392, aber um einen Unterbildpunkt verschoben. Ähnlich beinhaltet das Ausrichtgitter 389 Zellen 390, die eine Mehrzahl von Bildpunkten 391 beinhalten. Jede Zelle im Ausrichtgitter 389 bildet auf einen einzigen "Verbundbildpunkt" 395 ab, der im Vorrichtungsgitter 392 angeordnet ist.
Wiederum auf 3A bezugnehmend, wird eine ideale Stelle für das Zentrum jedes Grundstrichs für jedes Ausrichtgitter (312) berechnet. Die idealen Lage- bzw. Standortdaten werden verglichen und ein bestes Ausrichtgitter wird ausgewählt (314). Spezifischer wird ein Ausrichtgitter aus dem Satz von Ausrichtgittern basierend auf der Lage des Zentrums des Grundstrichs zu einer Unterbildpunktgrenze des Vorrichtungsgitters ausgewählt (welches einer Bildpunktgrenze eines der Ausrichtgitter entspricht). Das ausgewählte Ausrichtgitter ist das Gitter, das eine Bildpunktgrenze aufweist, die der idealen Stelle des Zentrums des Grundstrichs am nächsten ist.
In einer Implementierung wird das beste Ausrichtgitter wie folgt ausgewählt. Jeder normale Grundstrichhinweis definiert zwei Ränder bzw. Kanten im Zeichenraum-Koordinatensystem. Das Zentrum des Hinweises (ein Wert auf halbem Weg zwischen den zwei Rändern) wird verwendet, um eine Position für eine Ausrichtung zu bestimmen. Die Grundstrichbreite (Abstand zwischen Rändern) wird mit einer oder mehreren Standardbreite(n) verglichen (spezifiziert durch das Fontprogramm wie StdVW, StdHW, StemSnapH, StemSnapV). Wenn der Wert nahe genug dem Standard ist, wird die Standardbreite verwendet, andernfalls wird die Grundstrichbreite verwendet. Die erhaltene Breite wird in Vorrichtungsbildpunkte unter Verwendung der bereitgestellten Koordinatentransformation umgewandelt und das Ergebnis wird auf die nächste ganze Zahl gerundet, die die Vorrichtungsgittergröße repräsentiert. Dies wird ein Ergebnis von 0, 1, 2, 3, ... Vorrichtungsbildpunkten ergeben. Wenn die Zahl null oder ungerade ist, dann ist die bevorzugte Ausrichtung ein Bildpunkt-(oder Unterbildpunkt-)Zentrum. Wenn das Ergebnis gerade ist, dann ist die bevorzugte Ausrichtung auf der Grenze zwischen Bildpunkten (oder Unterbildpunkten). Mit der Zentrumsposition und einer Ausrichtregel (das Bildpunktzentrum oder der Bildpunktrand) kann der Vorrichtungsabstand zum nächsten Ausrichtgitter jeder Phase berechnet werden. Dieser Prozeß wird für jeden Grundstrich wiederholt. Wenn alle dieser Abstände für jeden Grundstrich und jede Ausrichtgitterphase verfügbar sind, kann die Ausrichtgitterphase mit dem kleinsten "Fehler" (d.h. Unterschied zwischen den "idealen" Grundstrichzentrumsstellen und jenen, die durch eine Gitterausrichtung mit der ausgewählten Ausrichtgitterphase auferlegt sind) bestimmt werden. "Klein", wie hierin verwendet, kann entweder als die kleinste Summe von Fehlern (in Absolutwert) oder der kleinste maximale Fehler definiert sein.
Wiederum auf 3A bezugnehmend, wird das Zeichen dargestellt bzw. gerendert, um eine Hochauflösungs-Bitmap des Zeichens zu erzeugen, beinhaltend ein Ausrichten des Zeichens an das ausgewählte Ausrichtgitter (316). Typischerweise wird das Zeichen bei dem Drei- oder Mehrfachen der Ausgabeauflösung dargestellt. Ein Hinweisen wird beim Darstellen des Zeichens verwendet, um Zeichenverdrehungen zu vermeiden. Spezifischer werden Hinweisdaten für jedes Zeichen evaluiert, um die horizontalen und vertikalen Grundstriche für das Zeichen und die Position und Breite von jedem ausfindig zu machen bzw. anzuordnen. Für jeden Grundstrich wird die Grundstrichbreite bestimmt. Die Grundstrichbreite wird mit einer Standard-Grundstrichbreite verglichen. Wenn die Grundstrichbreite nahe der Standardbreite ist, dann wird die Breite des Grundstrichs eingestellt, die Standard-Grundstrichbreite zu sein. Die Standardbreite ist ein Vielfaches der Bildpunktbreite (im Vorrichtungsraum).
Wenn die bestimmte Breite nicht ein Vielfaches einer Pixel- bzw. Bildpunktbreite ist, wird der Grundstrich gestreckt oder zusammengezogen, um ein Vielfaches einer Bildpunktbreite zu sein.
Jeder Grundstrich wird an dem ausgewählten Ausrichtgitter ausgerichtet, basierend auf der Verfahrensweiseinformation. Wie dies in größerem Detail später diskutiert werden wird, beinhaltet diese Verfahrensweise, ob das Zeichen "hart-kantig" oder "weich-kantig" sein soll, welches manchmal als "Hart"- bzw. "Weich"-Verfahrensweisen bezeichnet wird. Diese Verfahrensweise kann dynamisch durch den Renderer, den Client ausgewählt werden oder kann durch den Urheber der Darstellung vorbestimmt sein bzw. werden. Die Ausrichtung wird in größerem Detail unten in Verbindung mit 6 diskutiert.
Ein Mappen bzw. Abbilden wird von jedem idealen Bildpunkt in dem ausgewählten Ausrichtgitter an einem jeweiligen Vorrichtungsbildpunkt im Vorrichtungsgitter (320) bestimmt. Die Geometriedaten werden entnommen und beim Mappen verwendet. Spezifischer wird eine Zelle von Bildpunkten im Ausrichtgitter entweder an einem Vorrichtungsbildpunkt oder einem Verbundbildpunkt im Vorrichtungsgitter abgebildet (abhängig vom ausgewählten Ausrichtgitter). In einer Implementierung ist das Mappen vom Ausrichtgitter an das Vorrichtungsgitter mathematisch definiert, wo P = ideal × Hinweis × Fontpunktgröße × Vorrichtungsauflösung;wo P = die Vorrichtungsbildpunktstelle im Vorrichtungsgitter,
ideal = zu der idealen Pixelstelle im Ausrichtgitter,
Hinweis = Hinweisstreck- oder -schrumpfungsfaktor, und
Vorrichtungsauflösung die Auflösung der Ausgabevorrichtung im Vorrichtungsraum ist.
Sobald abgebildet, wird ein vorrichtungsspezifischer Intensitätswert für jede Bildpunktstelle in dem Vorrichtungsgitter (322) berechnet. Der vorrichtungsspezifische Intensitätswert wird vom idealen Intensitätswert für eine gegebene Zelle des Ausrichtgitters berechnet. Die ideale Intensitätseinstellung für einen Vorrichtungsbildpunkt wird durch eine direkte Art berechnet. In einer Implementierung wird der ideale Intensitätswert berechnet, wie dies in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit dem Titel "Method and Apparatus for Rendering Characters" ("Verfahren und Vorrichtung zum Darstellen von Zeichen") beschrieben ist. Alternativ kann der ideale Intensitätswert berechnet (und skaliert) werden, wie dies in US Patent Nummer 5,929,866 mit dem Titel "Anti-aliasing Small Characters" ("Anti-Aliasing von kleinen Zeichen") an David Arnold, übertragen an Adobe Systems, Inc. in San Jose, Kalifornien, beschrieben ist, deren Inhalte hierin ausdrücklich durch Hinweis aufgenommen sind. Nachdem ein idealer Intensitätswert bestimmt ist, werden die Farbdaten herausgeholt bzw. entnommen. Die Farbdaten definieren ein Mapping bzw. Übertragen von idealisierten Intensitätswerten auf vorrichtungsspezifische Intensitätswerte. Das Mapping wird verwendet, um die Intensitätseinstellung für einen Bildpunkt (oder Verbundbildpunkt) im Vorrichtungsraum zu bestimmen. Danach endet der Prozeß.
4 wird verwendet, um Schritt 306 von 3 in größerem Detail zu illustrieren. Genauer empfängt ein verbesserter Font-Renderer 88 der vorliegenden Erfindung einen Aufruf 89 von einem Client 90, welcher einen Zeichenzeiger, eine Zeichengröße, die Anzahl von Grauskalen und die Verfahrensweise beinhaltet. Der Renderer 88 erzeugt einen Anruf 91 auf ein analysiertes bzw. geparstes Fontprogramm 92, welches ein Zeichenprogramm (um den Fontumriß des Zeichens zu erzeugen), Fontwerte, und Fontfamilienwerte retourniert, wie dies bei 93 illustriert ist. Der gesteigerte bzw. verstärkte Font-Renderer 88 leitet dann eine Hochauflösungs-Bitmap, wie bei 95 illustriert, zu dem Client 90, welcher das Grauskalenrendern durchführt und welcher eine Bildpunktkarte 96 niedriger Auflösung an eine Bildausgabevorrichtung 94 sendet.
Wie oben erklärt, kann der Client 90 irgendein Anwendungsprogramm, Hilfsprogramm oder anderer computerimplementierter Prozeß sein, der fähig ist zu verlangen, daß ein Zeichen an der Ausgabevorrichtung 94 angezeigt wird. Das geparste Fontprogramm ist vorzugsweise ein Fontprogramm, wie beispielsweise Adobe-Typ I Format, das von Adobe Systems, Inc. in San Jose, Kalifornien erhältlich ist. Eine vollständige Beschreibung des Gebrauchs und der Arbeitsweise eines geparsten Fontprogramms 92 kann im "Black Book", sie oben, gefunden werden.
Es ist für jene Fachleute auf dem Gebiet und mit Kenntnis des Inhalts des "Black Book" ohne weiteres ersichtlich, wie Clients, wie beispielsweise der Client 90 Aufrufe an Renderer machen und Hochauflösungs-Bitmaps zurück von den Renderern empfangen, und weiterhin wie der Client 90 eine Bildpunktkarte bzw. Pixelmap von der Hochauflösungs-Bitmap für die Ausgabevorrichtung 94 erzeugen kann. Die Verwendung eines geparsten Fontprogramms 92 ist auch jenen Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt, zusammen mit dem Empfang von Aufrufen von einem Renderer, und dem Bereitstellen des Zeichenprogramms, von Fontwerten und Fontfamilienwerten.
In 5 ist Schritt 318 von 3A in größerem Detail illustriert. Genauer beginnt der Prozeßschritt 318 bei 98 und in einem Schritt 100 werden die aktuellen Fontmatrix- und Grundstricheigenschaften vom geparsten Fontprogramm 92 empfangen. Details des Vorgangs sind wiederum im "Black Book" erklärt. Als nächstes werden die Grundstricheigenschaften mit der Matrix transformiert, um Ausrichtgitterstellen der Grundstrichränder bzw. -kanten und Grundstrichbreiten in einem Schritt 102 zu erhalten.
In einem Schritt 104 wird bestimmt, ob die Verfahrensweise eine "Hart-Rand"- oder "Weich-Rand"-Verfahrensweise ist. Eine Hart-Rand- oder "harte" Verfahrensweise bzw. Politik ist eine, wobei vertikale und horizontale Grundstriche vollkommen schwarz gemacht sind bzw. werden, d.h. Grauskala wird nicht verwendet. In einer Hart-Rand-Verfahrensweise sind bzw. werden nur Kurven und Diagonale Grauskalentyp-Anti-Aliasing-Techniken unterwerfen. Im Gegensatz erlauben "Weich-Rand"- oder "weiche" Verfahrensweisen ein Anti-Aliasing der horizontalen und vertikalen Grundstriche.
Ob Hart-Rand- oder Weich-Rand-Verfahrensweisen angewandt werden, kann durch die Clients ausgewählt werden oder ist bzw. wird der Verfügungsfreiheit des Renderers überlassen. Hart-Rand-Verfahrensweisen neigen dazu, schärfere, dünklere Grundstriche herzustellen, können aber etwas an Quantisierungseffekten leiden, die früher erwähnt wurden. Weich- Rand-Verfahrensweisen scheinen glatter zu sein, können aber einigen Betrachtern "ausgefranst" erscheinen.
Wenn eine Hart-Rand-Verfahrensweise gewählt wird, rundet Schritt 106 die Grundstrichbreite auf ein integrales grobes Gitter. Durch "integral" ist gemeint, daß ein integrales Vielfaches einer Zellbreite gewählt ist, d.h. 1, 2, 3, usw. Vielfache der Zellbreite. Als nächstes wird in einem Schritt 108 der Grundstrich auf das Ausrichtgitter zentriert und der Prozeß wird bei 110 abgeschlossen.
Wenn eine weiche Verfahrensweise ausgewählt wird, wie dies durch Schritt 104 detektiert ist, rundet ein Schritt 112 die Grundstrichbreite auf ein integrales Hochauflösungsgitter, und dann bestimmt ein Entscheidungsschritt 114, ob der Grundstrich ein "Geist"-Grundstrich ist. Der Ausdruck "integral" wird in einer ähnlichen Weise hier verwendet, um ganzzahlige Vielfache der Hochauflösungsgitter-Bildpunkte zu bedeuten, d.h. 1, 2, 3, usw. Vielfache der Hochauflösungsgitter-Bildpunkte. "Geist"-Grundstriche werden in dem oben erwähnten "Black Book" diskutiert, und sind kurz gesagt, Grundstriche, die nur einen Rand bzw. eine Kante zur Regelung bzw. Steuerung aufweisen.
Wenn die Grundstriche nicht Geist-Grundstriche sind, bestimmt ein Schritt 116 die Nähe des Grundstrichs zu einer Bildpunktgrenze des Gitters und richtet den Grundstrich an eine Bildpunktgrenze des Ausrichtgitters basierend auf dieser Nähe aus.
Wenn Schritt 114 bestimmt, daß der Grundstrich ein Geist-Grundstrich ist, bestimmt ein Entscheidungsschritt 122 die Art des Ghost- bzw. Geist-Grundstrichs. Wenn er ein lin ker/Boden-Geist-Grundstrich ist, wird er mit links/Boden der Ausrichtgitterzelle basierend auf dieser Geist-Information ausgerichtet. Wenn er ein Oberseiten/rechter Geist-Grundstrich ist, richtet er sich mit Oberseite/rechts der groben Gitterzelle basierend auf dieser Geist-Information in Schritt 126 aus. Zu erwähnen ist, daß diese Einstellung nicht eine Nähe ist, die wie in Schritt 116 bestimmt wird, sondern eher durch den "Geist"-Hinweis selbst gerichtet bzw. gelenkt wird. Nach Abschluß irgendeines der Schritte 118, 120, 124 und 126 ist bzw. wird der Prozeß, wie bei 110 illustriert, abgeschlossen.
In 6 ist eine Illustration gemacht, um ein Erklären der Schritte 106 und 108 von 6 der harten Verfahrensweise zu unterstützen. In 6 wird ein grobes Gitter 128 für die Zwecke eines Beispiels angenommen, um Zellen 130 aufzuweisen, die quadratisch sind und welche vier Bildpunkte an jeder Seite sind. Für eine "ideale" Stelle 132 wird gezeigt, teilweise innerhalb der Zelle 130a, und auch teilweise innerhalb einer benachbarten Zelle 130b zu sein. Das Zentrum dieser idealen Stelle bzw. dieses idealen Punkts 132 ist bei 134 gezeigt.
An diesem Punkt sollte erwähnt werden, daß es einige vorrichtungsabhängige und einige designerabhängige Entscheidungen gibt, die getroffen werden können. Beispielsweise hängt die Entscheidung, wie die ideale Stelle 132 mit dem groben Gitter 128 auszurichten ist, sehr stark vom Typ der verwendeten Ausgabevorrichtung und von Entwickler- bzw. Designerentscheidungen ab. Beispielsweise verwenden die meisten Drucker von Personal Computern der ersten Generation die "Canon" Druckmaschinen, die durch Canon, Inc. auf Japan erzeugt werden. Mit diesen Druckern der ersten Generation wird ein runder Bildpunkt gedruckt, der vollständig die Zelle des groben Gitters abdeckt, d.h. der runde Bildpunkt weist einen Durchmesser auf, der ungefähr gleich einer Diagonale der Zelle des Gitters ist.
In den letzten Jahren wurde eine Anzahl von neuen Typen bzw. Arten von Druckmaschinen entwickelt. Beispielsweise erzeugt eine "Xerox" Maschine, die durch Xerox, Inc. in den Vereinigten Staaten hergestellt wird, einen Bildpunkt, der vier konkave Seiten aufweist, so daß der Bildpunkt gänzlich innerhalb der Zelle des groben Gitters paßt. Als ein Ergebnis können drei Bildpunkte, die durch eine Canon Maschine erzeugt werden, 3,8 Zellen des groben Gitters abdecken, während vier Bildpunkte, die durch eine Xerox Maschine erzeugt werden, 3,7 Zellen des groben Gitters abdecken können.
Mit der vorhergehenden Erklärung im Gedächtnis wird ein Schritt 108 von 5 diskutiert, als ob eine Ausgabevorrichtung einen perfekten quadratischen Bildpunkt erzeugen kann, der der quadratischen Zelle 30 des groben Gitters 128 entspricht, wobei verstanden wird, daß dies nur eine Annäherung an die Realität ist. Wie in 6 zu sehen, wird, wenn die ideale Stelle 132 geringer als 6 Pixel ("6–" Pixel) ist, sie auf vier Pixel in der Breite geschrumpft und mit der Zelle 130a ausgerichtet. Wenn die Stelle 132 größer als 6 Bildpunkte ("6+" Bildpunkte) ist, wird sie jedoch auf 8 Bildpunkte in der Breite vergrößert und wird veranlaßt, beide Zellen 130a und 130b auszufüllen. Im ersten Fall ist das Zentrum der Stelle 132' bei 134' (d.h. dem Zentrum der Zelle 138), und im anderen Fall weist die Stelle 132'' ein Zentrum 134'' auf, welches an der Grenzfläche zwischen den Zellen 130a und 130b ist. Auf diese Weise wird die Stelle 132 an dem groben Gitter 128 derart ausgerichtet, daß der Ausgleich von Grundstrichgewichten bewahrt wird.
In 7 ist die Weich-Rand-Verfahrensweise illustriert. Genauer illustriert 7 die Schritte 112, 118, 120, 124 und 126 von 5. Wie in 7 zu sehen, weist eine ideale Stelle 136 ein Zentrum 138 auf und ist mit einem groben Gitter 140 und einem Hochauflösungsgitter 142 assoziiert. Wie vorher ist das Hochauflösungsgitter in nur einer der Zellen 144 des groben Gitters 140 gezeigt, um die Zeichnungen nicht zu verwirren, obwohl es erkannt werden wird, daß das Hochauflösungsgitter 142 mit allen der Zellen des groben Gitters 140 assoziiert ist.
In Übereinstimmung mit der "Weich-Rand"-Verfahrensweise rundet Schritt 112 zuerst die Grundstrichbreite auf ein integrales Hochauflösungsgitter 142. In diesem Fall ist eine Seite eines Hochauflösungsgitter-Bildpunkts 1/4 einer Seite einer Zelle 144. Deshalb wird die Breite des Grundstrichs 134 auf das nächste 1/4 einer Ausrichtgitterzelle in einem Schritt 112 gerundet. Als nächstes wird bestimmt, mit welchen Zellen des Ausrichtgitters 140 die gerundete bzw. abgerundete Grundstrichbreite auszurichten ist. Dies ist der Zweck der Schritte 114, 116 und 122. Wenn die richtige Ausrichtgitterzelle gefunden ist, wird der gerundete Grundstrich dementsprechend ausgerichtet.
In diesem Beispiel ist die Stelle 136 etwas innerhalb einer Zelle 144a und 144b zentriert. Wenn es bestimmt wird, daß der gerundete Grundstrich mit der linken Zelle auszurichten ist, wird er wie angegeben zur Position 136' derart bewegt, daß er vollständig die Zelle 144a ausfüllt und teilweise die Zelle 144b überlappt. Wenn er andererseits mit der rechten Zelle auszurichten ist, wird er so bewegt, daß er vollständig die Zelle 144b ausfüllt und teilweise mit der Zelle 144a überlappt.
Analog kann, wenn der Grundstrich 136 nur teilweise die Zelle in der vertikalen Richtung überlappt, er an der Oberseite oder dem Boden der Zelle des groben Gitters in einer ähnlichen Weise ausgerichtet werden. Außerdem kann er, wenn er nur teilweise eine Zelle sowohl in der vertikalen als auch horizontalen Richtung überlappt, veranlaßt werden sich zu bewegen, um sich mit der Zelle des Ausrichtgitters sowohl in den Richtungen links/Boden und Oberseite/rechts auszurichten. Deshalb können sowohl horizontale als auch vertikale Grundstriche durch den Prozeß und Apparat der vorliegenden Erfindung gehandhabt werden.
Die vorhergehenden Beschreibungen und Illustrationen beschreiben den Basisprozeß und -apparat der vorliegenden Erfindung. Wie vorher erwähnt, wird der Prozeß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise an einem Allzweck-Computersystem praktiziert, um Bilder an einer Ausgabevorrichtung, wie beispielsweise einem Videomonitor, einem Videoprojektionssystem oder einem Drucker mit kontinuierlicher Tönung bereitzustellen. Der Prozeß und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden weiter hinsichtlich eines illustrativen bzw. veranschaulichenden Beispiels diskutiert.
Beispiel 1 – Der Kleinbuchstabe "m"
In 8A wird der Fontumriß 148 des Buchstaben "m" über einem groben Gitter 146 überlagert gezeigt. Eine Hochauflösungs-Bitmap 150 wird von diesem Fontumriß 148 erzeugt.
Es wird erwähnt, daß die Hochauflösungs-Bitmap 150 mit einem Hochauflösungsgitter 152 ausgerichtet ist.
8B illustriert die Bildpunktkarte bzw. Pixelmap, wie sie in Übereinstimmung mit der "Weich-Rand"-Verfahrensweise der vorliegenden Erfindung erzeugt ist. Die Hochauflösungs-Bitmap 150 wird zuerst in bezug auf das Hochauflösungsgitter 152 gerundet, und dann mit dem groben Gitter 146, wie oben beschrieben, ausgerichtet. Dann wird die Pixelkarte 154 durch diese gerundete und ausgerichtete Bitmap erzeugt, um die geeigneten bzw. entsprechenden Grauskalendaten für die Ausgabevorrichtung bereitzustellen. Wie gesehen werden kann, sind die Grundstriche 156a, 156b und 156c alle von der gleichen Breite und weisen ungefähr die gleiche Pixel- bzw. Bildpunktdichte auf. Dies wird eine anti-aliasierte Ausgabe zur Verfügung stellen, während ein Grundstrichbreiten-Ausgleich unverändert bewahrt wird.
Die "Hart-Rand"-Verfahrensweise wird unter Bezugnahme auf 8C beschrieben. In diesem Fall werden die Daten, wie in 8A illustriert, derartig "gestreckt", daß jeder der Grundstriche 158a, 158b und 158c die Breite einer Zelle 160 des groben Gitters 148 aufweist. Dies ist in Übereinstimmung mit den Schritten 106 und 108 von 5. Als nächstes wird die "gestreckte" Bitmap 160 von 8C in die Grauskalen-Pixelkarte 164 von 8D umgewandelt. Zu erwähnen ist noch einmal, daß die Grundstriche 166a, 166b und 166c der Pixelkarte 164 von der gleichen Breite und im wesentlichen von der gleichen Dichte sind. Dies erlaubt, daß der Buchstabe "m" anti-alisiert wird, während sein Grundstrichgewicht-Ausgleich bewahrt wird.
Wie vorher beschrieben, werden grobe, Ausrichtungs- und Hochauflösungsgitter vorzugsweise nicht wirklich bzw. tatsächlich innerhalb des Prozesses "konstruiert", sondern eher hierin verwendet, um die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu erklären. Auch kann, wie von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt bzw. geschätzt werden wird, die Reihenfolge der Schritte häufig geändert werden, und bestimmte Schritte wurden für den Zweck einer Klarheit vereinfacht. Beispielsweise wird der Schritt eines "Darstellens bzw. Renderns einer Hochauflösungs-Bitmap" vorzugsweise implementiert, indem zuerst eine Hochauflösungs-"Hinweiskarte" entwickelt wird, die Einstellungen an die Hinweiskarte bereitstellt, und dann die tatsächlichen Bildpunkte der Hochauflösungs-Bitmap dargestellt werden. Die "Hinweiskarte" ist einfach eine Hochauflösungsdarstellung der Gitterpassung-Ausrichtzonen des Zeichens, wie dies durch Fachleute auf dem Gebiet geschätzt werden wird. Alternativ kann der die Hochauflösungs-Bitmap darstellende Schritt der einzige, oben beschriebene Schritt sein. Die Geometrie kann zweidimensional sein, und als solche kann die Zunahme in einer Auflösung in mehr als einer Dimension realisiert bzw. verwirklicht werden.

Claims

Computer-implementiertes Verfahren zum Bearbeiten bzw. Verarbeiten eines Zeichens zur Anzeige auf einer Rasterausgabevorrichtung, wobei die Ausgabevorrichtung eine Auflösung und einen Satz von Bildpunkten bzw. Pixeln aufweist, die ein Vorrichtungsgegestands bzw. -gitter (392) definieren, wobei das Verfahren umfaßt: Darstellen bzw. Rendern des Zeichens bei einer höheren Auflösung als die Auflösung der Ausgabevorrichtung, enthaltend ein Ausrichten eines Grundstrichs bzw. Stamm bzw. Stems des Zeichens; und Herunter- bzw. Downsampeln des dargestellten Zeichens auf die Auflösung der Aufgabevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auch die Schritte umfaßt Bereitstellen einer Mehrzahl von Ausrichtgittern (380, 386, 389), wobei jedes Ausrichtgitter ähnlich zu dem Vorrichtungsgitter ist, jedoch um einen Abstand gleich einer Abmessung bzw. Dimension eines Subpixels bzw. Unterbildpunkts (394) verschoben ist, Evaluieren der Mehrzahl von Ausrichtgittern und Auswählen eines besten Ausrichtgitters für den Grundstrich des Zeichens; und daß der Grundstrich des Zeichens unter Verwendung des gewählten Ausrichtgitters an eine Unterbildpunktgrenze ausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt eines Darstellens ein Darstellen des Zeichens bei einer Typengröße unter Verwendung einer Schriftgattung bzw. eines Fonts enthält, die bzw. das Schriftgattungsmaße aufweist, umfassend Hinweise-Information, die ein Zentrum eines Grundstrichs definiert und wo der Schritt eines Evaluierens ein Verschieben des Grundstrichs auf jedes Ausrichtgitter und ein Bestimmen eines Ausrichtgitters beinhaltet, welches am besten mit dem Zentrum des Grundstrichs zu einer Unterbildpunktgrenze ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin beinhaltend ein Empfangen bzw. Erhalten von Unterbildpunkt-Geometrieinformation für die Ausgabevorrichtung, die eine Geometrie der adressierbaren Sub- bzw. Unterbildpunkte für jeden Bildpunkt der Ausgabevorrichtung definiert; und wo der Schritt eines Ausrichtens des Grundstrichs ein Verwenden der Subbildpunkt-Geometrieinformation beinhaltet, um zu bestimmen, welche Subbildpunkte von welchen Bildpunkten zu erleuchten sind, wenn der Grundstrich nicht mit einer Bildpunktgrenze ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt eines Downsampelns beinhaltet ein Empfangen von vorrichtungsspezifischen Daten, die spezifisch für die Ausgabevorrichtung abgeleitet werden, wo die vorrichtungsspezifischen Daten eine Mehrzahl von Funktionen beinhalten, eine für jede Farbebene, die durch die Ausgabevorrichtung verwendet wird; und ein Bestimmen einer Intensität für jeden Unterbildpunkt eines Bildpunkts in dem gewählten Ausrichtgitter unter Verwendung der vorrichtungsspezifischen Daten, um Intensitätsdaten spezifisch für die Ausgabevorrichtung abzuleiten.
Verfahren nach Anspruch 1, wo die Unterbildpunkt-Abmessung eine Unterbildpunkt-Breite ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wo die Unterbildpunkt-Abmessung eine unter Unterbildpunkt-Höhe ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Unterbildpunkt-Abmessung eine Unterbildpunkt-Höhe und -Breite ist.