專利名稱：混合分辨率n維客體空間的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種裝置和一個(gè)方法，它們通過對于邏輯的目標(biāo)描述符或被感知的物理現(xiàn)象的變換以生成混合分辨率的N維客體空間，本發(fā)明還涉及到通過將一個(gè)用比特(bit)交織的目標(biāo)描述符投映到一個(gè)平面上從而使混合分辨率N維客體空間得以用可視的形象顯示出來的裝置和方法。本發(fā)明尤其涉及到用一種新穎的K元反射碼對空間位點(diǎn)進(jìn)行編碼的裝置和方法。
在微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)國際聯(lián)合會(huì)(Microclectronics & Computer Consortium MCC)的關(guān)于可視化(形象化)方法的研究方向的綜述報(bào)告中，抽象的可視化領(lǐng)域被概括為將邏輯的客體關(guān)系轉(zhuǎn)到可視空間中的一種映射，"以使得從可視的表達(dá)形象中得出的推論可以被帶回到抽象的領(lǐng)域中去"。正為這里所描述的，抽象的可視化也意味可感知的物理現(xiàn)象到邏輯空間中的映射，例如，在考察高維多變化數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，"具體事物的形象化不如抽象體的形象化那么重要。在這類應(yīng)用中"問題的關(guān)鍵在于表達(dá)什么和如何表達(dá)，至于象照相一樣忠實(shí)地表現(xiàn)法則并不那么重要。"一類重要的關(guān)于抽象的形象化問題在本質(zhì)具有非計(jì)算性的解。進(jìn)一步而言，對一個(gè)合適的解來說，對一個(gè)特殊結(jié)果的解釋和這一結(jié)果本身是同樣重要。在理想的情況下，用于解決這一類問題的方法也應(yīng)當(dāng)可以用來實(shí)現(xiàn)解決問題過程本身的抽象的形象化。關(guān)于布爾(Boolean)函數(shù)的簡化表達(dá)式即是這一類問題的一個(gè)眾所周知的范例。
早期的通過設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)制化過程以改進(jìn)電路設(shè)計(jì)的方法包括一種由哈佛大學(xué)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的圖表法(Chart Method)，這一方法在由H.H.艾肯編著的名為《電子計(jì)算與控制電路的綜合》(Sythesis of Electronic Computing and Control Circuits)(哈佛大學(xué)出版社，1951)的書中有記述。在題為"繼電和接觸電路的代數(shù)學(xué)概圖"(Sketch for an Algebra for Relay and Contact Circuits)一文中，蒙哥馬利提出了一種用于減少邏輯方程數(shù)目的圖解法。E.W.維奇在"用于簡化真值函數(shù)的一種圖表法"(A chart Method for Simplifying Truth Functions)(計(jì)算設(shè)備聯(lián)合匯刊，Richard Rimbach協(xié)會(huì)，匹茲堡，1952，第127-133頁)，一文中發(fā)展了蒙哥馬利的方法，此后，莫里斯·卡諾在"組合邏輯電路的綜合的圖法(The Map Method of Sythesis of Combinational Logic Circuits)"(AIEE會(huì)刊，第72卷第1分冊，1953年11月，第593-599頁)一文中又進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)充了該方法。
卡諾描述了一種在可視空間中繪制電路的輸入的抽象表達(dá)式的圖形的方法。卡諾圖，通常稱之為K-圖，是一種為人熟知的基于雙值布爾(Boolean)代數(shù)基礎(chǔ)上的邏輯表達(dá)的形象化技術(shù)。表示電路輸入的項(xiàng)(Entries)對應(yīng)于K-圖中的一個(gè)位點(diǎn)，這一位點(diǎn)由對應(yīng)于二進(jìn)制n-空間中的點(diǎn)的碼的形象化導(dǎo)出。這一K-圖是畫在直角座標(biāo)平面上的這一空間的二維表達(dá)，直角坐標(biāo)系的兩個(gè)座標(biāo)軸分別表示一個(gè)二進(jìn)制格雷(Gray)碼。對于這一邏輯表達(dá)的形象化表示的推演得以導(dǎo)致規(guī)范表達(dá)式的化簡。
對于所有格雷碼都適用的人所熟知的特點(diǎn)是順序的碼字之間的區(qū)別僅為一個(gè)量化間隔，也就是說，在二進(jìn)制格雷碼的情況下，僅為一個(gè)比特位之差。如果格雷碼的第一個(gè)和最后一個(gè)碼字僅差一個(gè)量化間隔的話，這一格雷碼則被稱為循環(huán)碼。不然的話，該碼便描述了一個(gè)路徑。每一個(gè)二進(jìn)制格雷碼中的順序的碼字均可被表示為變化著的比特位。給定一個(gè)初始碼字和一個(gè)過渡順序，便可以產(chǎn)生完整的碼字組。美國專利局授予弗蘭克·格雷的第2632058號專利給出了二進(jìn)制反射碼的基本形式和次變化形式之間的區(qū)別;
由于這種碼在其基本的形式上可以由常規(guī)的二進(jìn)制碼通過一種反射過程來組成，并且由于其它形式的這種碼可以依次由其基本形式以類似方式來組成，這里所考慮的這種尚未被賦予名稱的碼，在這份說明書和權(quán)利要求書中被命名為"二進(jìn)制反射碼"。
對于某些特殊的應(yīng)用來說，這種二進(jìn)制反射碼的某些形式具有同其它形式相比的獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)。


圖1A至1E圖示了克萊爾在"用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)邏輯系統(tǒng)(Designing Login Lystem Using State Machine)""(McGraw-Hill出版社，紐約，1973年，第14-15頁)一書中描述了將二進(jìn)制三維立體展開為平面K-圖的已有方法。
圖2是關(guān)于將二進(jìn)制n維體表示在K-圖上的現(xiàn)有技術(shù)。K-圖200表示O維體，K-圖201表示一個(gè)一維體，K-圖202表示一個(gè)二維體，K-圖203也表示一個(gè)二維體，K-圖204表示一個(gè)三維體，K-圖205表示一個(gè)四維體。二維體的K-圖202和203是二變元K-圖的不同表達(dá)，關(guān)于這一點(diǎn)在前面提及的卡諾的那篇文章已經(jīng)介紹過了。這些可以彼此替代的空間表達(dá)彼此不相一致。不僅如此，區(qū)域標(biāo)識A 206，B207和C208在圖2中的三維體K-圖204上的設(shè)置方式與二維K-圖202上的區(qū)域標(biāo)識裝置方式也是不一致的。
圖3A顯示了四變元以二進(jìn)制格雷碼對座標(biāo)軸進(jìn)行標(biāo)度來編碼的卡諾圖。圖3A上第300單元對應(yīng)于圖3B上的柵格單元。圖3B的標(biāo)記方法是圖3A的標(biāo)記法的一種簡化。圖3B中的柵格單元301是借助于區(qū)域標(biāo)識302來辯別的，在圖3B中，位于特定區(qū)域302之中的柵格單元301在相應(yīng)于圖3A的圖單元300上的比特位上具有邏輯值1。
圖4A至4B是關(guān)于用K-圖來使二進(jìn)制五維體和二進(jìn)制六維體形象化的現(xiàn)有技術(shù)。在前面引述的文獻(xiàn)中，克萊爾給出了五維體圖400和六維體402，其中401的右側(cè)是其左側(cè)的復(fù)制，而403以下的部分則是由將其上部復(fù)制轉(zhuǎn)移而來的。
圖5所示卡諾提出的一個(gè)裝置，用于使六變元的網(wǎng)絡(luò)綜合形象化(三維立體)…由四個(gè)六英尺的有機(jī)玻璃片組成，每個(gè)有機(jī)玻璃片之間由1.5英寸的柱子支撐?！谑褂脮r(shí)，我們采用可移動(dòng)的標(biāo)記，…。向七個(gè)變元的擴(kuò)展的最好的辦法大概是將兩個(gè)這樣的立體并排擺列。…八變元可用四個(gè)這樣的立體來處理，九變元?jiǎng)t需要八個(gè)立體。在后一情況下，用兩層每層四個(gè)立體的方法更為方便一些。超過九個(gè)變元，一般來說，對其進(jìn)行綜合所需的智力鍛練是難以想像的。
在文獻(xiàn)中，對四個(gè)變元以上的問題使用K-圖被認(rèn)為是困難的。因此，K-圖的應(yīng)用往往局限于引入關(guān)于邏輯電路及其綜合的這方面的概念。J.P.羅思寫的一篇題為"開關(guān)系統(tǒng)的綜合I"一文(美國數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)匯刊，第88卷第2冊，一九五八年七月，第301至327頁)描述了一種被稱為立體符號的關(guān)于布爾函數(shù)的另一種拓樸表達(dá)法。盡管在布爾函數(shù)的機(jī)理方面，羅思的方法相對于卡諾來說是一種改進(jìn)，然而多變元問題的形象化(可視化)仍然未能解決。
劉和傅寫的題為"胞元圖(cellwork)，它的網(wǎng)絡(luò)對偶和一些應(yīng)用-三維卡諾圖及其可視平面表達(dá)"一文(《信息科學(xué)》第24卷一九八一年，第93至109頁)是關(guān)于把K-圖法推廣到其它領(lǐng)域的各種努力的代表作。從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)出發(fā)，三維K-圖的"可視的平面表達(dá)"被用來研究-胞元圖(Cellwork)的拓?fù)鋵W(xué)。其它一些關(guān)于抽象的形象化方法包括對高維多變元函的成圖，引入了一種關(guān)于多變元函數(shù)的二維觀點(diǎn)。在帕特里克等人所寫的"將多維空間映射到一維用于計(jì)算機(jī)輸出顯示"(IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)匯刊第C-17卷第十冊，1968年第949頁)一文描述了下列問題考慮關(guān)于在計(jì)算機(jī)的輸出顯示器上顯示一個(gè)[n]實(shí)變量的實(shí)值函數(shù)(X，X…，X[n])的問題?！绻鸞n]＝1，那么如何對f(x[n])進(jìn)行處理以及能在二維屏幕上顯示的方法是十分清楚的;但若[n]＞1，則所需的處理方法使不再是顯而易見的了。
帕特里克的方法是用二維的觀點(diǎn)來顯示n＞1的N維函數(shù)，即當(dāng)函數(shù)f有限時(shí)(也就是說可以被統(tǒng)計(jì)地預(yù)先確定時(shí))建立起N維域之間的一一對應(yīng)關(guān)系。
以上引述的已有方法主要涉及到邏輯客體的形象表達(dá)問題;然而，已有的技術(shù)還包括關(guān)于可視的客體的邏輯表達(dá)方法。斯瑞哈瑞在他的題為"三維圖象的表示"一文中(《計(jì)算大觀》第13卷第4冊，1981年12月，第401和405頁)描述了一種用于分割一個(gè)體的對稱遞歸索引法通過輻射能量的形式來感知客體產(chǎn)生的圖象，可算是一個(gè)例子，…它們在本質(zhì)上是連續(xù)的。對于三維圖象的計(jì)算機(jī)表達(dá)需要對這個(gè)體進(jìn)行抽樣以獲取一組離散值，…一個(gè)立體的空間被進(jìn)一步分割為八個(gè)同樣體積的子體。每一個(gè)這樣的八分之一體要么是均勻的(例如，一致的收縮)要么便具有某種非均勻性。不均勻的八分之一子體被進(jìn)一步分為亞八分之一子體。這一過程不斷重復(fù)直到我們獲得若干個(gè)特性均勻的小體。(或許一直分到單個(gè)體元)。
其它一些已有的方法尋求對于客體關(guān)系的可視表達(dá)和邏輯表達(dá)的控制。美國專利局授予體伯題為"三維客體在二維空間中的圖像表示的裝置和方法"的第4721952號專利描述了一種在數(shù)控機(jī)床的屏幕上的物體的透視表達(dá)法。物體被分解為一系列的段(薄片)，這些片段被依序表示以產(chǎn)生對于該物體的可視圖像。休伯的發(fā)明宣布對下述情況做出了改進(jìn)。
用于表達(dá)三維物體如一個(gè)工體(workpiece)的顯示設(shè)備的控制方法，這里所謂的表達(dá)是基于存儲(chǔ)于計(jì)算設(shè)備如計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)和命令。
隨著機(jī)械和工藝操作的日益專門化，需要有可以適應(yīng)于不可預(yù)見的應(yīng)用的需要或進(jìn)一步要求的控制器。費(fèi)德里克和韋伯斯特題為"虛擬機(jī)械控制"的美軒第4475156號專利中指出"以完全用硬件來實(shí)現(xiàn)的控制器來提供這些功能往往是難以做到的，不靈活的，和昂貴的。"已有的控制技術(shù)的問題包括缺乏適當(dāng)?shù)目烧{(diào)節(jié)性(Modularity)以及在硬件中缺乏足夠的機(jī)制以支持適當(dāng)?shù)目烧{(diào)節(jié)性。其它一些已有的控制技術(shù)在使用時(shí)需要對關(guān)于控制核心的操作的詳盡的了解?，F(xiàn)有控制器的進(jìn)一步的缺點(diǎn)在于普遍地缺乏實(shí)現(xiàn)特殊目的適當(dāng)?shù)臋C(jī)制。
希思在"超立體一個(gè)教師的綜述(The HypercubeA Tutorical Overview)"一文中(《超立體微處理器1986》SIAM，費(fèi)城，1986年，第7至10頁)指出…在一個(gè)超立體中(亦可變通地被稱為二進(jìn)N制維體，宇宙立體[Cosmic Cube]，各向同性整體機(jī)，等…)2N個(gè)處理器被二進(jìn)制整數(shù)(即長度為N的比特串)從0到2n-1順序地賦號(或貼標(biāo)簽)。每一個(gè)處理器同所有那些在其二進(jìn)標(biāo)簽上僅與它自身的標(biāo)簽號相差一個(gè)比特的處理器連接在一起。從拓?fù)涞慕嵌瓤磥恚@種安排使處理器均被放置在N維體的頂點(diǎn)上。事實(shí)上，實(shí)際的處理器的排布是在卡架(Card Cage)上的線性排列或是在印刷板上的平面排布;體的連接由導(dǎo)線，導(dǎo)電層或背板來實(shí)現(xiàn)。
圖6A至6D是關(guān)于一個(gè)按照已有的N維體反迭法進(jìn)行編碼的二進(jìn)制六維體的示意圖。塞茨在"[宇宙立體(The Cosmic Cube)"(ACM通信第28卷第1冊，1985年1月，第22頁)一文描述了64個(gè)計(jì)算機(jī)"由一個(gè)按照二進(jìn)制六錐體圖構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中由通訊信道連接在一起。"圖6A所示的互連模式與塞茨所用的類似。圖6B中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均由弧線同其它六點(diǎn)連接在一起。
圖10A至10B表示一個(gè)被稱之為二進(jìn)制四維體的四維超立體。圖10A中的每一個(gè)元素均表示為節(jié)點(diǎn)1000。圖10A的維度均由連接節(jié)點(diǎn)1000的連線1001來表示。二進(jìn)制四維體被分割1004(如圖10B)分為二個(gè)子空間子空間OCBA1002和子空間1CBA 1003。
用連接線的線性排布可以生成任意維數(shù)的超立體(圖2)。每一個(gè)高一維的體均可由反迭一個(gè)比其低一維的體并連接所有相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)而獲得。由相應(yīng)于已有的二維遞歸索引法的這種超立體互連圖中產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)名，與前面敘及的斯瑞哈瑞的文章中所述的方法類似。遞歸索引法由實(shí)踐者在不同的領(lǐng)域中獨(dú)立地發(fā)明了。然而，遞歸索引法卻不可以被推廣到廣義的N維分辨率的場合，在那里每一維度的分辨率可以是不同的。在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，一個(gè)超立體，當(dāng)它由遞歸索引法映射到一個(gè)平面上時(shí)，無一例外地是被當(dāng)作為二進(jìn)N制維體?？墒?，這種二進(jìn)制空間的分割過程，實(shí)際上描述了一個(gè)K元二維體，也就是說，一個(gè)每一維度具有K2比特分辨率的二維空間，它的每一個(gè)元素均以二進(jìn)N制維體的形式彼此連接在一起。這樣一種拓?fù)渖系哪：苑恋K了高階N維空間的機(jī)械的形象化。
馬里哈夫和安德森在他們的題為"H圖邏輯設(shè)計(jì)的圖解法"(IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)匯刊第C-20卷第20冊，一九七一年十月，第1192至1196頁)的文章中介紹了一種幾何方法，這一方法試圖以形象表達(dá)來幫助對于二進(jìn)制函數(shù)的分析。他們的方法的基礎(chǔ)是把超立體的座標(biāo)轉(zhuǎn)換到平面上去的幾何變換。這種將超立體座標(biāo)變換到平面上去從而實(shí)現(xiàn)對超立體座標(biāo)的形象化的H圖方法是不能被擴(kuò)展到廣義的N維空間的，因?yàn)閺V義N維空間中的每一維度可以具有不同的分辨率。西烏諾特在一篇題為"模擬電路樣品的動(dòng)態(tài)配置結(jié)構(gòu)"(第五篇MIT會(huì)議論文集，VLSI的新進(jìn)展，1988年，MIT，第248頁)的論文中提出了一種二進(jìn)制H樹分層互連結(jié)構(gòu)以用來將樹葉元素和交叉連接開關(guān)物理地放置在一個(gè)柵格中的方法，這一柵格帶有并行的解碼器，這些解碼器作為層次解碼器的簡單的替代物排布在芯片的周圍。西烏諾特還把間接元素名(開關(guān)地址)的變換表述成為。"…由嵌入的匯編器實(shí)現(xiàn)的平面笛卡兒的座標(biāo)同分層互連矩陣座標(biāo)之間的映射。
色度計(jì)量是一種感知的科學(xué)，它研究并力圖量化人的視覺系統(tǒng)感知色彩的能力。這種對于色感的研究導(dǎo)出了各式各樣的彩色表示系統(tǒng)，其目的都力圖減少由于主觀的選擇和再現(xiàn)彩色所帶來的問題。在與計(jì)算機(jī)有關(guān)的信息顯示方面，有六種彩色體系是常用的，它們是孟塞爾彩色體系，HSV六角錐，HSL雙重六角錐，HSL雙錐，HSL園錐，以及RGB彩色立方體。
孟塞爾彩色體系在邁那和格林伯格寫的一篇題為"計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的感知彩色空間"的文章(計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，第十四卷第三冊，1980年，第254至261頁)中有關(guān)電視顯示器中的彩色再現(xiàn)這一題目時(shí)，被描述為決定哪一個(gè)孟塞爾系統(tǒng)標(biāo)定的色彩在顯示器上可以被再現(xiàn)是困難的，因?yàn)轱@示器和孟塞爾彩色域(可以實(shí)現(xiàn)的色彩范圍)具有不規(guī)則的形狀，而且它們之間的交疊沒有適當(dāng)?shù)亩x。
A.R史密斯在"色彩域變換對"(ACM計(jì)算機(jī)圖形學(xué)[SIGGRRAPH 78]，第十二卷第三冊，第12至19頁)一文中描述了HSV(色調(diào)，飽合度和亮度值)六角錐彩色體系。這種彩色體系采用一個(gè)從黑到白的中性軸。在白色點(diǎn)上是一個(gè)六方體，其頂點(diǎn)表示在色彩立體的頂點(diǎn)上的顏色。
D.F.羅杰斯在他著的《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的程序元素》一書(NcGraw-Hill，紐約，1985年，第403至404頁)中描述了HSL(色調(diào)，飽合和亮度)雙重六角錐體色彩系。這種色彩體系同HSV六角錐體色彩系類似，區(qū)別僅僅在于其飽和色彩均位于亮度為0.5處而不是處于白色的亮度位置1.0。
喬布諾夫和格林伯格在他們的題為"計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的彩色空間"一文(ACM計(jì)算機(jī)圖學(xué)[SIG GRAPH 78]，第十二卷第三冊，第20至25頁)中描述了HSL雙重六角錐彩色體系的一個(gè)變化的形式，即所謂HSL雙錐，其橫截面是圓而不是六方形。喬布諾夫和格林伯格在同一篇文章中還描述了HSL柱形彩色體系，這種色彩體系把雙錐體系中的底和頂均擴(kuò)展為黑色和白色的園。
以上所述的各種彩色表示法都使用輻射座標(biāo)系的一些變量，以計(jì)算特定的色彩在其各自的彩色空間中的敏感度位置。邁那和格林伯格在前述的那篇文章中做了下述觀察…任何一種采用柱座標(biāo)的彩色體系的孟塞爾色彩登記薄(Monsell Bood of Color)都有一個(gè)固有的問題，即不同色彩之間的間距是隨著兩個(gè)射線從柱心向外方面的變化而變化的?！蟮氖嵌x一種色彩體系，在這種色彩體系中，所有的色彩都以一個(gè)相同的可感知的間隔彼此區(qū)別開來。例如，這一體系的灰度標(biāo)尺應(yīng)該能提供一個(gè)平滑的從黑色到白色的過渡，…這樣一種理想的體系目前還未找到。
RGB彩色立方體把紅、綠和蘭這三種顯示器的基色表示為彼此正交的軸。在顯示器上可以顯示的色彩位于從(0，0，0)到(1，1，1)的立方體之內(nèi)。在文獻(xiàn)中，這一色彩立方體被稱為"天然"的座標(biāo)系，因?yàn)檫@三種色彩分量是以與三維幾何相同的方式被映射在正交座標(biāo)系上的。
在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中采用的色彩表示法是同彩色再現(xiàn)設(shè)備以及色彩選擇方法緊密聯(lián)系在一起的。均勻的彩色間隔可以用來確定在哪一個(gè)分辨率等級上對色彩信息進(jìn)行編碼。例如，二維的數(shù)據(jù)繪圖就需要均勻的彩色間隔以選擇色彩標(biāo)度。在上述的所有現(xiàn)有的色彩體系中，用來導(dǎo)出色彩間隔的色素域一般來說比彩色顯示器的色素域要小而且不規(guī)則。按照前面引述過的邁那和格林伯格的文章(第260頁)，"…這使得找到一個(gè)色彩標(biāo)度以適合最鮮明的顯示器色彩成為十分困難的事情。"理查德·珀茲，在他的名為《電子顯示器件》一書(TAB專業(yè)和參考叢書，Blue Ridge Summit，PA，1988年，第69至129頁)中給出了關(guān)于CRT電子顯示技術(shù)的詳盡的描述。例如，在CRT上所能產(chǎn)生的色彩數(shù)目取決于每一個(gè)磷光體(當(dāng)被電子轟擊時(shí)發(fā)光的化合物)上可以得到的灰度等級。如果電子槍能夠被分為四個(gè)等級(2比特)，其能產(chǎn)生的調(diào)色板使有64種色彩。目前已有的某些系統(tǒng)可以從每支電子槍上得到1024個(gè)灰度等級(10比特)。然而，更為普遍的是每個(gè)電子槍具有256個(gè)(8比特)灰色等級的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)能產(chǎn)生擁有一千六百萬個(gè)以上的不同組合的調(diào)色板。人的眼睛不能鑒別顏色的微小變化，因而可視的調(diào)色板的色彩要少得多。杰拉里德·默奇在《色彩和計(jì)算機(jī)》一書(學(xué)術(shù)出版社，波士頓，1987年)中的"色彩的顯示和色彩的科學(xué)"(第13頁)一章中的"描述系統(tǒng)的可視顯示"一節(jié)中介紹了如下的觀察結(jié)果…在理想條件下，大約三百萬個(gè)可鑒別的色彩全部都可以在可視的顯示中產(chǎn)生出來;這里是指那些當(dāng)彼此相鄰地放置時(shí)可以被互相區(qū)別開來的色彩。而當(dāng)要求在不同屏幕區(qū)域上立即分辨出不同的顏色時(shí)，調(diào)色板的色彩數(shù)目便收縮到大約7000種了?！瓕τ诩由焐念伾珌碚f，飽合度的可以獲得的等級數(shù)可以通過增加基色的數(shù)目得以增加……。彩色電視工業(yè)曾試驗(yàn)過四或五基色。最后的結(jié)論是，在色彩方面的改進(jìn)不能抵償制造這種接收機(jī)所增加的費(fèi)用?？梢曪@示也效法彩電。
在題為"光調(diào)制器件"的美國第4887878號專利中，羅賓森和桑福德指出"為了在光波上攜帶信息，這種光波的某些特性需要按照信息的內(nèi)容和所采用編碼體系來調(diào)制或改變。"在現(xiàn)有技術(shù)中，為人熟知的器件依賴于各式各樣的材料的光-電、熱-光或聲-光特性，以使電磁載波被調(diào)制到光譜之中。
色彩的區(qū)別需要耦合器，如圖七所示，這是光耦合器對于波長是敏感的，因此，光700可以被導(dǎo)向到702至706這些不同的路徑上去。衍射格柵701用來散布來自輸入光纖700的一個(gè)光譜并將該譜中的特定波長的光聚焦到線陣702-706的光纖之中。相反地，若倒轉(zhuǎn)輸入與輸出的話，格柵701而將把五個(gè)波長702-706的光組合成一束輸出光到光纖700上去。
在S.帕克等人所編的《光源》一書(Mcgraw-Hill，紐約，1988年，第287至281頁)中的"集成光學(xué)"一文中，斯特賴夫描述了在平面波導(dǎo)中的光的傳輸。這種傳輸是基于"……介質(zhì)結(jié)構(gòu)將傳播著的光約束在一或兩個(gè)很小的尺度所構(gòu)成的區(qū)域之中，這里的所謂很小的尺度是與光的波長相當(dāng)?shù)摹?圖8顯示了現(xiàn)有的棱鏡輸入耦合800和格柵輸出耦合803，通過它們一個(gè)外部的光束801被耦合到薄膜波導(dǎo)802上再被輸出。倒換入射光801和出射光804的方向，則棱鏡800和格柵801耦合器所起的作用也就被調(diào)換了。斯特賴夫進(jìn)一步描述了光集成電路(OIC)的開關(guān)和調(diào)制的應(yīng)用鋰化鈮和砷化鎵都屬于電光活性晶體族。當(dāng)一電場作用于這些材料時(shí)，它們的折射率將被改變?！绻m當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在電極上施加一定的小電壓將使光從一個(gè)波導(dǎo)向與其相鄰的波導(dǎo)以很高效率進(jìn)行轉(zhuǎn)移而只在原先的波導(dǎo)中剩下很少的殘留功率。
圖9示出了一個(gè)已有的4乘4定向耦合器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其中四個(gè)輸入光信號900中的每一個(gè)都可以被開關(guān)轉(zhuǎn)換到四個(gè)輸出口904中的任意一個(gè)上去。沉積在石英基板902的表面上的導(dǎo)電電板平行于兩個(gè)緊密相間的波導(dǎo)903。這樣一個(gè)光集成電路可用于通過光纖連接四個(gè)計(jì)算機(jī)。開關(guān)實(shí)際上就是調(diào)制器。已有的調(diào)制技術(shù)是一個(gè)將信息在光波上編碼的方法。按照斯特賴夫在上面引述的文獻(xiàn)中所說的，"……以一種接收者可以理解的方式簡單地切斷和連通一個(gè)光波即可實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)制。與在開關(guān)電極上的電信號相對應(yīng)，將光轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出一個(gè)波導(dǎo)，則輸出的光波是被調(diào)制了的。這就是說，開關(guān)起到了調(diào)制器的作用。"因此，以上的關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的討論已經(jīng)反映了關(guān)于混合分辨率N維客體和空間的表達(dá)方法上的典型問題。人們一直在尋求解決這一問題的方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的是使混合分辨率N維客體空間的生成恍禱！這一混合分辨率N維客體空間與具有大量變元的復(fù)雜問題相關(guān)聯(lián)，這里的變元數(shù)目是不受方法的限制的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)容可尋址的客體空間。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是形成、解釋和操作一種新穎形式的格雷反射碼，這種碼被稱為K元格雷反射碼。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是邏輯地表達(dá)被感知的物理現(xiàn)象。
本發(fā)明的一個(gè)附帶的目的是用某種裝置來形象地表現(xiàn)混合分辨率的N維客體空間，這一空間是同帶有大量變元的復(fù)雜問題聯(lián)系在一起的，其變元的數(shù)量是不受方法限制的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是形象地表示邏輯客體為邏輯色彩的規(guī)定和色彩的視覺感受。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是實(shí)現(xiàn)對于一個(gè)或多個(gè)客體空間的大量的視域的一致的控制。
本發(fā)明的一個(gè)更進(jìn)一步的目的是一個(gè)裝置，所描述的這一裝置是模塊化的目標(biāo)描述系統(tǒng)的核心。
本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)對于邏輯表達(dá)和在客體空間中的目標(biāo)描述的可視表達(dá)的動(dòng)態(tài)控制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是對在客體空間中的大量過渡路徑的一致的控制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是對在客體空間中的大量的元素關(guān)系的一致控制。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的目的是對于客體空間的大量的區(qū)域一致的控制。
本發(fā)明的一個(gè)附帶的目的是對大量的客體空間的一致的控制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是控制各種設(shè)備如處理器和存儲(chǔ)器以及有關(guān)的處理器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是控制各式各樣的處理方法，如光的調(diào)制和解調(diào)。
表示很簡單的目標(biāo)描述的客體空間可以用手工產(chǎn)生，在少數(shù)情況下，也可以憑腦子想象出來。然而，真實(shí)的系統(tǒng)的描述空間很快就超出了腦力想象和手工制作所能做到的極限范圍。所以，本發(fā)明的直觀的具體體現(xiàn)是一個(gè)裝置，這一裝置是一個(gè)部分虛擬機(jī)械(pat virtual machine)，它具有適當(dāng)?shù)膽?yīng)用的獨(dú)立性和設(shè)備的透明度。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種使用計(jì)算設(shè)備如計(jì)算機(jī)來產(chǎn)生和形象地表現(xiàn)混合分辨率N維客體空間的方法，關(guān)于這一點(diǎn)將在此文中具體的描述。這種計(jì)算設(shè)備可以是一種包括了多種手段的設(shè)備，它們是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令的裝置，根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和指令以及對應(yīng)于所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和指令的用于生成N維客體空間的虛擬象的顯示邏輯，和產(chǎn)生關(guān)于N維客體空間的邏輯表示的裝置，顯示虛擬象的可視表達(dá)的顯示裝置。
在由使用者規(guī)定屬性的場合，過程由使用者向計(jì)算設(shè)備輸入這些屬性開始，然后計(jì)算設(shè)備根據(jù)這些屬性產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于N維客體空間的框架。接著，框架的比特(bits of the frame)被交織以產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)描述符。根據(jù)框架和目標(biāo)描述符，計(jì)算設(shè)備產(chǎn)生出關(guān)于N維客體空間的維-空間位點(diǎn)。計(jì)算設(shè)備還產(chǎn)生目標(biāo)選取符，這種目標(biāo)選取符對應(yīng)于在N維客體空間中每一維一空位點(diǎn)的交織的框架數(shù)據(jù)。根據(jù)維-空間位置和目標(biāo)選取符，計(jì)算設(shè)備產(chǎn)生出一個(gè)N維客體空間的虛擬像。一個(gè)使用者或應(yīng)用過程選擇該虛擬像中的一個(gè)區(qū)域。這一過程還可進(jìn)一步將N維客體空間的虛擬像中被選出的區(qū)域利用顯示手段顯示在顯示器上。
這一過程還包括根據(jù)框架和目標(biāo)描述符由計(jì)算設(shè)備產(chǎn)生關(guān)于一個(gè)混合分辨率N維客體空間每一維度分辨率等級的分辨率-空間位點(diǎn)。接著，由對應(yīng)于分辨率N維客體空間的每一分辨率-空間位點(diǎn)的框架數(shù)據(jù)產(chǎn)生目標(biāo)選取符。由分辨率-空間位點(diǎn)和維度-空間位點(diǎn)產(chǎn)生出一個(gè)N維客體空間的虛擬像。一個(gè)使用者或應(yīng)用過程選擇這一虛擬像的一個(gè)區(qū)域。這一過程還可進(jìn)一步由計(jì)算設(shè)備將所選出的混合分辨率N維客體空間的虛擬像的區(qū)域利用顯示裝置顯示在顯示器上。
本發(fā)明亦被體現(xiàn)為一種用于產(chǎn)生和使混合分辨率N維客體空間形象化的裝置。在由使用者描述目標(biāo)的場合，使用者規(guī)定一組特定的屬性，這些屬性定義維度和分辨率等級。在由應(yīng)用過程描述目標(biāo)的場合，應(yīng)用過程規(guī)定一組特定的屬性，這些屬性定義維度和分辨率等級。在感知的物理現(xiàn)象的場合，例如電磁信號，本發(fā)明的裝置把模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的形式，這些數(shù)字規(guī)定了一組特定的屬性，這些屬性定義維度和分辨率等級。
這一裝置包含從N維客體空間的特定屬性產(chǎn)生出一個(gè)框架的裝置。交織比特的裝置產(chǎn)生出一個(gè)目標(biāo)描述符，這個(gè)目標(biāo)描述符對應(yīng)于交織的框架數(shù)據(jù)。利用這個(gè)框架和目標(biāo)描述符，本發(fā)明可通過設(shè)備產(chǎn)生出N維客體空間的維度-空間位置點(diǎn)。框架數(shù)據(jù)則被用來產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于N維客體空間中的每一維度-空間位點(diǎn)的目標(biāo)選取符。維度-空間位點(diǎn)和目標(biāo)選取符一起被用于產(chǎn)生N維客體空間的一個(gè)虛擬像。這個(gè)虛擬像的某一區(qū)域被選擇出來，并由顯示手段將其在顯示器上顯示。
此外，本發(fā)明的裝置可以包括用框架和目標(biāo)描述符產(chǎn)生出產(chǎn)關(guān)于混合分辨率N維客體空間的每一維度的分辨率等級的分辨率-空間位點(diǎn)的手段。框架和目標(biāo)描述符被用來產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于混合分辨率N維客體空間的每一分辨率-空間位點(diǎn)的目標(biāo)選取符。利用分辨率-空間位點(diǎn)和維度-空間位點(diǎn)，即所謂目標(biāo)選取符，N維客體空間虛擬像便可產(chǎn)生出來，并且還提供了選擇這一虛擬象的一個(gè)區(qū)域的裝置。某一特殊客體的框架數(shù)據(jù)被用來產(chǎn)生一個(gè)單獨(dú)的目標(biāo)選取符以核定在混合分辨率N維客體空間中的一個(gè)特殊的位點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)直觀的例子涉及到色彩的感知、色彩的規(guī)范和色彩空間。而且還特別地涉及到均勻色彩空間的產(chǎn)生和形象化。根據(jù)本發(fā)明。將描述一種借助于間接地規(guī)定RGB信號電壓的手段控制RGB值和在RGB彩色空間形象地表現(xiàn)可感知的色彩的分布的色彩命名方法。
本發(fā)明的色彩命名法是這樣一種方法，通過它一種特定的色彩感覺被命名編碼，其目的不僅是為了均勻的色彩選擇而且是為了在電子顯示器上重現(xiàn)。用于產(chǎn)生均勻彩色空間的色彩表達(dá)體系是以紅、綠、蘭的加色比例為色彩命名。合成的RGB體系定義了一個(gè)三維點(diǎn)(trio)其座標(biāo)值位于0至1或0%至100%的三基色值之間，色彩的相互關(guān)系形成了一個(gè)立方體。RGB體系是關(guān)于色彩描述問題的一個(gè)簡單而又直接的方法，這里所謂色彩描述問題包括加色混色的原理。也就是說，使用者直接以電作用的形式規(guī)定色彩。在已有技術(shù)的描述中引述過的默奇的文獻(xiàn)中，討論了確定加色關(guān)系的困難……對能理解加色混色的微細(xì)區(qū)別的人們說來，RGB體系是令人滿意的，……甚至對于那些對加色，對色彩在彩色立方體中的位置和適當(dāng)?shù)囊?guī)定有清楚的理解的人們來說，要給出三基色中的每個(gè)實(shí)際值都會(huì)遇到困難。例如，設(shè)想選擇中褐色。最大困難出現(xiàn)在當(dāng)彩色的色調(diào)和亮度均被適當(dāng)?shù)卮_定之后而需要改變一下色飽合度的時(shí)候。這樣的一個(gè)改變將需要所有三個(gè)值的不成比例的變動(dòng)。
下面將要描述一種新的在RGB彩色空間中產(chǎn)生、控制和形象地表現(xiàn)可感知色彩的分布的方法。這里要公開的方法的一個(gè)基本特點(diǎn)是比特的編碼模式，這一模式規(guī)定(物理地)RGB信號電壓和(邏輯地)在可顯示的均勻色彩空間中給一個(gè)特定的位點(diǎn)命名。所要公開的方法的另一個(gè)特點(diǎn)是由色彩空間的例子直觀地解釋的邏輯命名方法，這一方法可以推廣為一種新的光調(diào)制方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)的一部分將在以下的描述中給予說明，其它的部分將通過以下的描述或通過對本發(fā)明的實(shí)施而變得顯而易見。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)還可以通過在所附的權(quán)利要求書中特別指出的手段及其組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。
本發(fā)明的說明，描述和最佳實(shí)施例中所包含的附圖是為幫助解釋本發(fā)明的原理。
圖1A-1E是關(guān)于用現(xiàn)有技術(shù)將二進(jìn)制三維體"展開"的圖示;
圖2是關(guān)于用K-圖表達(dá)N維體的現(xiàn)有技術(shù);
圖3A-3B是用現(xiàn)有技術(shù)表達(dá)的四變元卡諾圖;
圖4A-4B是用現(xiàn)有技術(shù)表達(dá)的二進(jìn)制五維體和二進(jìn)制六維體;
圖5顯示了把二進(jìn)制六維體擴(kuò)展為可視的高階空間的現(xiàn)有技術(shù);
圖6A-6D是用現(xiàn)有的二維遞歸索引法對二進(jìn)制六維體進(jìn)行編碼的圖示;
圖7顯示了現(xiàn)有技術(shù)中多波長光束向各個(gè)光纖的分配;
圖8顯示了現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)外來光束進(jìn)入薄膜波導(dǎo)的棱鏡輸入耦合和格柵輸出耦合;
圖9顯示了現(xiàn)有的4乘4定向耦合開關(guān);
圖10A-10B是關(guān)于四維超立體的現(xiàn)有技術(shù)的圖示;
圖11A-11C顯示了關(guān)于產(chǎn)生空間、空間元素聯(lián)系和將一個(gè)二進(jìn)制四維體映射到平面上的直覺過程;
圖12是關(guān)于使用者定義屬性的流圖，它顯示了本發(fā)明的方法;
圖13顯示了0維體的表示;
圖14顯示了一維客體空間的表示;
圖15顯示了二維客體空間的表示;
圖16顯示了三維客體空間的表示;
圖17顯示了四維客體空間的表示;
圖18顯示了五維客體空間的表示;
圖19顯示了六維客體空間的表示;
圖20A-20C是一個(gè)K元一維客體空間的圖示;
圖21A-21B是關(guān)于四維客體空間的圖示;
圖22A-22B是關(guān)于混合分辨率四維客體空間的圖示，它們是從二進(jìn)制四維客體空間中導(dǎo)出的;
圖23是目標(biāo)描述過程的功能圖;
圖24A-24B顯示一個(gè)客體描述系統(tǒng)中物理模塊的框圖;
圖25顯示一個(gè)客體描述系統(tǒng)中的功能模塊;
圖26A-26H顯示由4比特框架邏輯模塊形成的客體空間配置;
圖27A-27C是關(guān)于一個(gè)八元素RGB色彩空間的圖示;
圖28A-28C是關(guān)于一個(gè)六十四元素RGB色彩空間的圖示;
圖29A-29C顯示了具有不同分辨率的三維空間之間的關(guān)系;
圖30顯示了445nm、535nm和630nm控制源的匹配曲線圖;
圖31A-31C顯示了在六十四元素RGB色彩空間中決定每一個(gè)基色的光譜強(qiáng)度百分比。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在將詳細(xì)地介紹本發(fā)明的最佳實(shí)施例，附圖對于所舉的范例給予了直觀的說明，其中相同的標(biāo)注號碼表示從不同視角觀察的相同元素。
在給定了系統(tǒng)描述的思維過程之后，本發(fā)明用一種機(jī)制實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)描述的一個(gè)新穎的表達(dá)方法。目標(biāo)描述的意義在于它表示或描繪了具有某些物理的或概念的特性的系統(tǒng)。
對于彩色圖形學(xué)來說，目標(biāo)可以是一個(gè)特定的色感覺，這種色感覺是由如紅、綠、蘭這樣一些屬性來表述的，這些屬性定義了一個(gè)彩色空間。對于光通訊來說，目標(biāo)可以是一個(gè)特殊的相干光源，這個(gè)相干光源是由光波分量來描述的，這些光波分量定義了一個(gè)信號空間。系統(tǒng)描述的重要的特點(diǎn)是在于實(shí)際的描述是從一組可能的描述之中選出來的。本發(fā)明是一個(gè)普遍適用的裝置和方法，被設(shè)計(jì)用來處理各種可能的問題選擇，而不只是針對某具個(gè)已經(jīng)被選定的問題，該問題在設(shè)計(jì)此方法和裝置時(shí)尚未被解決。
本發(fā)明的方法可以邏輯地表達(dá)感知的物理現(xiàn)象，也可以形象地表現(xiàn)邏輯客體。在已有技術(shù)的描述中提及的大多數(shù)已有技術(shù)都是力圖通過將邏輯客體映射到可視空間來形象地表現(xiàn)問題解決過程的某些方面。
大多數(shù)已有技術(shù)都假定可視空間是直角空間(笛卡爾空間)，在這個(gè)空間中，邏輯客體被映射在實(shí)線、平面或立體空間中。因此，一個(gè)目標(biāo)在可視空間中的位點(diǎn)是用幾何方法相關(guān)于一個(gè)或幾個(gè)座標(biāo)軸來確定的。本發(fā)明同已有技術(shù)的方法根本區(qū)別在于本發(fā)明的方法和裝置定義了一個(gè)新穎的客體空間的形式，因而在這一客體空間中目標(biāo)的位點(diǎn)是邏輯地而不是幾何地被確定。在已有技術(shù)的描述中提及的其它一方法是通過對它的某些變量的遞歸索引來形象地表現(xiàn)解決問題過程的某些方面，然而，這樣一些已有的技術(shù)是用分解一個(gè)域的方法來確定位點(diǎn)的。
根據(jù)本發(fā)明，形成一個(gè)客體空間的過程是由目標(biāo)描述來引導(dǎo)的。目標(biāo)由一個(gè)獨(dú)特的二進(jìn)制碼名來表示，這個(gè)二進(jìn)制碼名直接對應(yīng)于在本發(fā)明的客體空間中的一個(gè)位點(diǎn)。本發(fā)明首先被描述為一個(gè)反射二進(jìn)制N維客體空間的方法。然后，本發(fā)明被描述為反射混合分辨率N維客體空間的廣義的方法。本發(fā)明的方法導(dǎo)致N個(gè)維度的交織。比特交織往往被用于構(gòu)成數(shù)據(jù)，以及作為數(shù)據(jù)表達(dá)本身的一個(gè)部分。薩梅特在他的名為《空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析》(Addison Wesly出版社，紐約，1989年，第109頁)中指出……比特交織使得多維點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)平衡成為可能。它引出了對數(shù)插入、清除和查尋算法。然而，它的確還有弱點(diǎn)。它的第一個(gè)而且是最嚴(yán)重的弱點(diǎn)是在普通的計(jì)算機(jī)上比特交織不能高效率地被實(shí)現(xiàn)。它的復(fù)雜程度取決于在圖例或圖解(key)中的全部比特?cái)?shù)目。
由于對于這里所描述的形象化方法來說二進(jìn)制碼數(shù)據(jù)的有效的交織是十分重要的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例將由一個(gè)帶有虛擬組分的裝置來描述。在詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，先定義下列專門術(shù)語1、客體(目標(biāo))某個(gè)真實(shí)世界或假想的現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)的或行為的表示。
2、目標(biāo)描述符一個(gè)屬性的集合，這些屬性描述了表示客體空間的某個(gè)特殊客觀表達(dá)的概要。
3、目標(biāo)選取符一個(gè)屬性值的集合，這些屬性值是同在客體空間中定義某一個(gè)位點(diǎn)的特定的客觀表達(dá)的描述符相聯(lián)系的。
4、客體空間一個(gè)目標(biāo)描述符的比特交織的表現(xiàn)。
5、客體(目標(biāo))名一個(gè)在客體空間中的二進(jìn)制編碼表示。
6、可視空間映射到平面上的客體名的空間。
7、維度對應(yīng)于在客體空間和可視空間中一維的一個(gè)目標(biāo)描述符中的每一個(gè)屬性。
8、維度分辨率與一個(gè)目標(biāo)描述符中的每一個(gè)屬性相聯(lián)系的值的范圍。
9、量化為一個(gè)值域賦予一個(gè)邏輯數(shù)字碼。
10、框架表示一個(gè)目標(biāo)描述符的格式，其中每一個(gè)屬性度)以“1”及其以后的一些“0”來標(biāo)記，這些“0”表示分辨率的附加的比特位。
本發(fā)明提供了一個(gè)用計(jì)算設(shè)備如計(jì)算機(jī)來形象地表現(xiàn)N維客體空間的方法。計(jì)算設(shè)備是一個(gè)包括了多種手段的設(shè)備，它們是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令的裝置，根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和指令以及用以產(chǎn)生N維客體空間的虛擬象表示的對應(yīng)于所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和指令的框架邏輯產(chǎn)生N維客體空間的邏輯表達(dá)的裝置和用來顯示虛擬象的可視表現(xiàn)的顯示裝置。本方法使用計(jì)算設(shè)備。
圖11A至圖11C顯示了將混合分辨率四維客體空間反映到平面上去的直覺的過程。圖12顯示使用者定義屬性的情況下的過程流圖，這一過程是由將屬性輸入計(jì)算設(shè)備開始的(步驟1201)。這些屬性是對問題的描述。例如，一個(gè)色彩顯示具有紅、綠、蘭三基色的屬性。每一個(gè)屬性對應(yīng)于問題的一個(gè)維度。對于彩色顯示來說，三基色中的每一個(gè)均可被看作是一個(gè)維度，即三個(gè)維度之一。下一步(1202)是計(jì)算機(jī)由使用者定義的屬性產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于N維客體空間的框架。這個(gè)框架代表一個(gè)編了碼的屬性的描述，這個(gè)屬性描述是對應(yīng)于一個(gè)具體的問題的。在彩色空間中，每一個(gè)對應(yīng)于某一基色的色調(diào)的屬性均為表示為在框架中的一個(gè)比特串(bitfield)。每一比特串的第一個(gè)比特總為邏輯1，而該比特中第一個(gè)比特之后的比特均為邏輯0。每一個(gè)邏輯0表示分辨率的一個(gè)附加的比特位。
作為第一個(gè)例子，一個(gè)三維的客體間空，它的每一維均有兩比特的分辨率，將有一個(gè)框架為(0，1，0，1，0，1)。每個(gè)1比特表示一個(gè)維度，在其前面的0比特表示分辨率的第二個(gè)比特位。對于彩色顯示來說，三個(gè)維度中的每一個(gè)有兩比特的分辨率就對應(yīng)于三基色中的每一個(gè)有四個(gè)強(qiáng)度等級。
作為第二個(gè)例子，一個(gè)三維的客體空間，它的第一維有三比特的分辨率，第二維有一比特的分辨率、第三維有兩比特的分辨率，它的框架為(0，1，0，1，0，1)。對于彩色空間來說，右邊的三個(gè)比特表示紅色屬性的分辨率或飽合度的八個(gè)等級;中間的比特表示綠色屬性的分辨率或飽合度的兩個(gè)等級;左邊兩比特表示蘭色屬性的分辨率或飽合度的四個(gè)等級。
作為第三個(gè)例子，一個(gè)三維客體空間，在其各個(gè)維度均有一比特分辨率，其框架為(1，1，1)。從右到左，每一個(gè)比特分別代表紅色、綠色和蘭色屬性?？蚣苁且粋€(gè)位置的記號，該記號給出屬性的數(shù)目和每一屬性的分辨率?？蚣軘?shù)據(jù)是在給定框架之中的每一比特位的值或意義(sense)。
在圖12中，框架的比特互相交織(步驟1203)以產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)描述符，對于第一個(gè)例子，對框架(0，1，0，1，0，1)的目標(biāo)描述符是(0，0，0，1，1，1)。對于第二個(gè)例子，框架(0，1，1，0，0，1)的目標(biāo)描述符是(0，0，0，1，1，1)。對于第三個(gè)例子，框架(1，1，1)的目標(biāo)描述符為(1，1，1)計(jì)算設(shè)備由框架和目標(biāo)描述符產(chǎn)生N維客體空間的維度-空間位點(diǎn)(步驟1204)。由目標(biāo)描述符的1比特，計(jì)算設(shè)備產(chǎn)生維度-空間位點(diǎn)的一個(gè)維度。維度-空間位點(diǎn)是與問題的屬性相對應(yīng)的。
圖13至19直觀地顯示了本發(fā)明的N維體映射方法。這一方法現(xiàn)在被進(jìn)一步描述為一個(gè)使反射的N維客體空間機(jī)制化(mechanize)和形象化的過程，這里N為任意正整數(shù)。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖13至19對于n維體的元素配置顯示了三種表達(dá)。
在圖13中的N維體是一個(gè)0維客體空間。圖13顯示出一個(gè)維度為0(n＝0)的客體空間僅有一個(gè)元素，也就是只有一個(gè)維度-空間位點(diǎn)。
圖14中的二進(jìn)制一維體被表現(xiàn)為一個(gè)一維客體空間，其分辨率為一比特。圖14顯示了一個(gè)維度為1(n＝1)的客體空間有兩個(gè)元素，也就是有兩個(gè)維度-空間位點(diǎn)。圖14中的一維一比特客體空間可以被形象化的表為一個(gè)線性域，該線性域包含兩個(gè)分別被“命名”為邏輯0和邏輯1的元素。圖14的線性域是通過一個(gè)被命名為“”0”的0維客體空間反射到右邊而產(chǎn)生的。由此，第二個(gè)被命名為“1”的0維客體空間即被制造出來了。一個(gè)維度-空間位點(diǎn)的名即被稱為目標(biāo)選取符。
圖15至19顯示了N從二到六的反射的二進(jìn)制N維體的漸次的反射。在圖15至19中，每一個(gè)維度-空間位點(diǎn)都被表示為一個(gè)小單元(cell)，這小單元被繪作一個(gè)四方。N維客體空間作為一個(gè)區(qū)域被反射在正交的方向上，其方向是由下面將要描述的裝置所提供的控制信號決定的。根據(jù)圖15至19，應(yīng)該指出的是，在第二(反射的)區(qū)域中的n-1目標(biāo)選取符的最右位比特與包括第一區(qū)域的相應(yīng)的目標(biāo)選取符的n-1目標(biāo)選取符最右位比特的值是一樣的。(n是目標(biāo)選取符的比特位數(shù))。還應(yīng)進(jìn)一步指出的是，第一區(qū)域的目標(biāo)選取符的左位比特總是邏輯0。而第二區(qū)域中的目標(biāo)選取符的最左位比特總是邏輯1。
圖15中的二進(jìn)制二維體被表示為具有一比特分辨率的二維客體空間。圖15顯示了一個(gè)維數(shù)為2(n＝2)的客體空間有四個(gè)元素，也就四個(gè)維度-空間位點(diǎn)。圖15中的二維一比特客體空間能夠被形象化地表現(xiàn)為兩個(gè)包含四個(gè)元素的線性區(qū)域，這四個(gè)元素是根據(jù)二進(jìn)制格雷反射碼(即00，01，11，10)來“命名”的。15中的客體空間是通過將第一個(gè)線性區(qū)域向上方的射而產(chǎn)生的。通過這樣的反射造成了第二(反射的)區(qū)域。最終形成的客體空間可以被形象地表現(xiàn)為一個(gè)方形區(qū)域。應(yīng)該指出，每一線性區(qū)域的相應(yīng)的目標(biāo)選取符在最右比特位上的值是相同的;然而，最左比特位的值是不同的。第一線性區(qū)域的目標(biāo)選取符的最左位是邏輯0。第二(反映的)區(qū)域的目標(biāo)選取符的最左位是邏輯1。
圖16中的二進(jìn)制三維體被表示為具有一比特分辨率的三維客體空間。圖16顯示了一個(gè)維數(shù)為三(n＝3)的客體空間有八個(gè)元素即維度-空間位點(diǎn)。圖16的這個(gè)三維一比特客體空間可被形象地表現(xiàn)為二個(gè)方域，每一個(gè)都帶有四個(gè)元素。這八個(gè)元素以二進(jìn)制格雷反射碼命名(即000，001，011，010，110，111，101，100)。圖16的客體空間是通過將第一方域(包含四個(gè)元素)反射到左邊而產(chǎn)生的。通過這一反射便產(chǎn)生出了第二(反射的)方域。應(yīng)該指出，第二(反射的)方域中的目標(biāo)選取符的最右邊兩個(gè)比特位的值與相應(yīng)的包含第一方域的目標(biāo)選取符的最右邊兩個(gè)比特位的值是相同的。第一方域的目標(biāo)選取符的最左邊的比特位的值是邏輯0。第二方域的目標(biāo)選取符的最左邊比特位是邏輯1。
圖17的二進(jìn)制四維體被表示為具有一比特分辨率的四維客體空間。圖17顯示了一個(gè)維數(shù)為4(n＝4)的客體空間有十六個(gè)元素即維度-空間位點(diǎn)。圖17中的四維一比特客體空間被形象地表示為兩個(gè)矩形區(qū)域，每一個(gè)都包含八個(gè)元素。這十六個(gè)元素都是以二進(jìn)制格雷反射碼命名的。圖17中的客體空間是通過將第一個(gè)包含八個(gè)元素的矩形域反射到下面而產(chǎn)生的。這一反射產(chǎn)生出了第二個(gè)(反射的)矩形域。
圖18的二進(jìn)制5維體被表示為具有一比特分辨率的五維客體空間。圖18顯示了一個(gè)維數(shù)為5(n＝5)的客體空間共有三十二個(gè)元素即維度-空間位點(diǎn)。圖18中的五維一比特客體空間可以被形象地表現(xiàn)為二個(gè)方域，每一個(gè)包含十六個(gè)元素。這三十二個(gè)元素如前述的一樣是以二進(jìn)制格雷反射碼命名的。圖18的客體空間是通過將第一個(gè)包含十六個(gè)元素的方域反射到右邊而產(chǎn)生的，通過這一反射產(chǎn)生了第二(反射的)方域。
圖19中的二進(jìn)制六維體被表示為具有一比特分辨率的六維客體空間。圖19顯示了一個(gè)維數(shù)為6(n＝6)的客體空間包含有六十四個(gè)元素即維度-空間位點(diǎn)。圖19中的六維一比特客體空間可以形象地表現(xiàn)二個(gè)矩形域，每一個(gè)都包含三十二個(gè)元素。這六十四個(gè)元素以前所述是以反射的二進(jìn)制格雷反射碼命名的。圖19的客體空間是通過將第一個(gè)包含三十二個(gè)元素的矩形域反射到上邊而產(chǎn)生的，通過這一反射產(chǎn)生了第二個(gè)(反射的)矩形域。
對任意N維空間的空間元素的命名方法被直覺地理解為反射其子空間的“函數(shù)”。圖13至19所顯示的空間生成方法，當(dāng)映射到平面上時(shí)，導(dǎo)致了在一個(gè)反射的N維空間的二維可視的表達(dá)。本發(fā)明的這一新方法可以被用于形象地表現(xiàn)任意N維客體空間的逐步的空間生成。
維度-空間位點(diǎn)可以通過把小單元向右、上、左、下、右、上、左、下……反射而產(chǎn)生，其中采用的是逆時(shí)針方向?；蛘?，維度-空間位點(diǎn)可以通過將小單元向左、上、右、下、左、上、右、下……以順時(shí)針方向反射而產(chǎn)生。維度-空間位點(diǎn)可以以順時(shí)針或逆時(shí)針的方向被反射。進(jìn)一步地，維度-空間位點(diǎn)可以通過將小單元向一個(gè)單獨(dú)的方向或所挑選的方向反射而產(chǎn)生。為了示范，在本說明的實(shí)施例中總是以逆時(shí)針方向的反射來產(chǎn)生維度-空間位點(diǎn)，但應(yīng)認(rèn)識到其它的替代的實(shí)施例方法可以產(chǎn)生出等效的維度-空間位點(diǎn)。
根據(jù)圖12，當(dāng)表示問題的所有維度的維度-空間位點(diǎn)全部被生成之后(步驟1205)，計(jì)算設(shè)備以步驟1206從框架中取得第一個(gè)屬性比特串。從這個(gè)比特串，計(jì)算設(shè)備通過步驟1207決定是否分辨率-空間位點(diǎn)需要從這個(gè)比特串中產(chǎn)生。如果不需要生成分辨率-空間位點(diǎn)，那么計(jì)算設(shè)備在步驟1206上決定這是不是該框架的最后一個(gè)比特串。如果是，計(jì)算設(shè)備便會(huì)檢查是否需要生成某個(gè)附加的分辨率-空間位點(diǎn)(步驟1211)。如果不需要分辨率等級的話，計(jì)算設(shè)備便產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)于N維客體空間中的每一個(gè)維度-空間位點(diǎn)的交織的框架數(shù)據(jù)的目標(biāo)選取符(步驟1212)。目標(biāo)選取符是框架數(shù)據(jù)的一個(gè)交織的比特串。目標(biāo)選取符在表示維度-空間位點(diǎn)的小單元中定義一個(gè)位點(diǎn)。
如果對應(yīng)于所有的N維客體空間的維度-空間位點(diǎn)的目標(biāo)選取符全部生成完了(步驟1213)，計(jì)算設(shè)備便根據(jù)維度-空間位點(diǎn)和目標(biāo)選取符產(chǎn)生N維度客體空間的一個(gè)虛擬象(1214)。使用者或應(yīng)用過程可以選擇該虛擬象的一個(gè)區(qū)域(步驟1215)。用于顯示或其它應(yīng)用需要的功能。整個(gè)過程還可以進(jìn)一步包括使用計(jì)算設(shè)備由框架和目標(biāo)描述符產(chǎn)生分辨率-空間位點(diǎn)(步驟1208)，該位點(diǎn)是對應(yīng)于混合分辨N維度客體空間的每一維度的分辨率等級的。
圖20至22直觀地顯示了分辨率-空間位點(diǎn)的產(chǎn)生過程。按照圖20，一個(gè)K元的一維體中的元素的數(shù)目是由其分辨率的比特?cái)?shù)目以2的冪的形式?jīng)Q定的。例如，一個(gè)4元的具有兩比特分辨率的一維體有四個(gè)元素，一個(gè)8元的具有三比特分辨率的一維體有八個(gè)元素。當(dāng)K元一維體的元素如圖20A-20C所示被線性地反射時(shí)，元素的過渡順序符合于二進(jìn)制反射碼的原始形式，但可以被解釋為反射的K元碼。
圖20A顯示一個(gè)二元一維體作為具有一比特分辨率的一維客體空間。圖20A中的一維一比特客體空間包含兩個(gè)目標(biāo)選取符，它們分別被命名為“0”和“1”。一維一比特客體空間的目標(biāo)選取符表示維度-空間位點(diǎn)。
圖20B表示具有兩比特分辨率的一維客體空間。在這樣的場合中，圖20A中原有的維度-空間位點(diǎn)被反射到右方以增加在第一維度方向上的分辨率。注意，用來增加分辨率的反射的方向應(yīng)與產(chǎn)生該維度的反射的方向相同。將一個(gè)等于0的比特置于原來的維度-空間位點(diǎn)的目標(biāo)選取符之前，而經(jīng)反射后新產(chǎn)生的分辨率-空間位點(diǎn)則由原先被反射的目標(biāo)選取符的比特串前面加上一個(gè)等于1的比特來表示。
圖20C顯示一個(gè)具有三比特分辨率的一維客體空間，它是由圖20B中的一維二比特客體空間產(chǎn)生的。在這種情況下，原先的一維二比特目標(biāo)選取符(二元一維體)的前面需加一個(gè)等于0的比特，而由反射所新產(chǎn)生的目標(biāo)選取符等于在原先的比特串前加上一個(gè)等于1的比特。
圖21A-21B是關(guān)于四維客體空間的圖示。圖21A顯示一個(gè)具有一比特分辨率的四維客體空間。圖21B顯示一個(gè)在每一維上具有兩比特分辨率的四維客體空間。在這種情況下，分辨率-空間位點(diǎn)是在四個(gè)維度的全部維度-空間位點(diǎn)都被生成之后才產(chǎn)生的。因此，四個(gè)維度的十六個(gè)維度-空間位點(diǎn)先被反射右方以產(chǎn)生第一維度的二個(gè)分辨率等級。在這個(gè)步驟上，一共有三十二個(gè)維度-空間和分辨率-空間位點(diǎn)。為了產(chǎn)生第二維度的兩個(gè)分辨率等級，將組合的三十二個(gè)維度-空間和分辨率-空間位點(diǎn)向上方反射以產(chǎn)生出三十二個(gè)分辨率-空間位點(diǎn)?，F(xiàn)在一共有六十四個(gè)空間位點(diǎn)。第三維度的兩級分辨率-空間位點(diǎn)是通過將六十四個(gè)分辨率-空間向先前產(chǎn)生的六十四個(gè)空間位點(diǎn)的左方反射而產(chǎn)生的。第四維度的兩級分辨率-空間位點(diǎn)可以通過將128個(gè)分辨率-空間位點(diǎn)向著第一、二、三維的128個(gè)混合分辨率-空間位點(diǎn)的下方反射而產(chǎn)生。于是，對于這個(gè)四維二比特客體空間共產(chǎn)生出256個(gè)空間位點(diǎn)。
圖22A-22B是一個(gè)多種混合分辨率四維客體空間的圖示，這個(gè)多種混合分辨率四維客體空間是由一個(gè)二元四維客體空間中導(dǎo)出的。這里，圖22A正是顯示具有一比特分辨率的四維客體空間。
圖22B顯示一個(gè)混合分辨率四維客體空間。在混合分辨率客體空間中，每一維的分辨率的比特位數(shù)可以是不同的?，F(xiàn)有技術(shù)的客體空間元素的命名方法可以概括為面向容器的方法，因?yàn)樵摲椒ㄖ锌蓪ふ业脑匚稽c(diǎn)是容器的大小的函數(shù)。與此不同，本發(fā)明的方法是一個(gè)內(nèi)容可尋址的方法，在本方法中，客體空間的大小和構(gòu)形都是其內(nèi)容的函數(shù)。在圖22B的客體空間中，第一和第三維均有兩比特分辨率，第二和第四維均只有一比特分辨率。因此，圖22B的客體空間的目標(biāo)選取符總共有六比特。前面已經(jīng)指出，目標(biāo)選取符的比特的數(shù)目，當(dāng)作為2的冪時(shí)，表示一個(gè)給定的客體空間的元素?cái)?shù)目。這里應(yīng)該指出，已有的對于高維空間的表達(dá)總是以各維度中分辨率比特?cái)?shù)目最大的一維的分辨率比特?cái)?shù)作為所有維度的分辨率的比特?cái)?shù)。這樣一來，便產(chǎn)生出低效的空間表達(dá)。本發(fā)明的方法是通過一個(gè)過程產(chǎn)生邏輯的客體空間，該過程依賴于一個(gè)新穎的目標(biāo)描述而不是空間分解的過程。在圖22B所示的情況下，首先產(chǎn)生出當(dāng)四維中每維的分辨率均為一比特時(shí)的維度-空間位點(diǎn)。然后，再產(chǎn)生第一和第三的分辨率-空間位點(diǎn)。十六個(gè)維度-空間位點(diǎn)構(gòu)成第一方域。將這十六個(gè)元素的第一方域向右反射，于是便產(chǎn)生出第二(反射的)方域。反射的方向(右向)是由要在第一維上附加一比特分辨率這一點(diǎn)所決定的。這一步驟導(dǎo)致了一個(gè)包含三十二個(gè)元素的矩形域。第二維上無需附加分辨率比特?cái)?shù)，因而下一個(gè)正交方向。就被越過了。然而，第三維有附加的分辨率比特。因此，這個(gè)包含三十二個(gè)元素的矩形域向下一個(gè)正交方向(左向)反射。于是第二個(gè)(反射的)矩形域就產(chǎn)生出來了。圖22B中的客體空間中最終總共有六十四個(gè)元素，包括第一和第二(反射的)矩形域。
給定一個(gè)客體空間的描述，其中一個(gè)或多個(gè)維度具有二或多個(gè)比特的分辨率(如一個(gè)K元n維體)，一個(gè)目標(biāo)選取符表示一個(gè)格雷反射碼的新的形式，稱為K元格雷反射碼。如圖12所示，對應(yīng)于混合分辨率N維客體空間的每一個(gè)分辨率-空間位點(diǎn)將產(chǎn)生出一個(gè)目標(biāo)選取符(步驟1212)。當(dāng)所有的目標(biāo)選取符都被生成之后(步驟1213)，這個(gè)N維客體空間的虛擬像便由分辨率-空間位點(diǎn)和目標(biāo)選取符而產(chǎn)生出來(步驟1214)。使用者或機(jī)器可以選擇這個(gè)虛擬象中的一個(gè)區(qū)域去使用或顯示。計(jì)算設(shè)備可以在顯示器上顯示出混合分辨率N維空間中的這個(gè)被選出的區(qū)域。
圖23顯示了一個(gè)目標(biāo)描述過程的功能圖，四個(gè)步驟構(gòu)成目標(biāo)描述過程，它們是表達(dá)(步驟2301)、量化(步驟2304)、變換(步驟2307)和執(zhí)行(步驟2310)。在由使用者定義屬性的情況下，使用者輸入客體空間的一個(gè)域(2300)，該域被表達(dá)(2301)為目標(biāo)描述(2302)。這個(gè)目標(biāo)描述被編碼并作為一組屬性。每一個(gè)被選出的屬性對應(yīng)于N維客體空間中的一維。定義屬性的順序決定客體空間被生成的順序。
每一個(gè)屬性的值的可能的范圍(2303)通過量化(2304)被編碼，量化步驟給取值范圍(2303)賦予一個(gè)邏輯的數(shù)字碼。分辨率是取值范圍(2303)的分度(degree)。范圍壓縮(例如，按比例)的分度是屬性定義的一部分。編碼的屬性值對應(yīng)于一個(gè)二進(jìn)制反射碼的過渡順序。憑直覺，為一組有序的目標(biāo)命名或編碼的最直接的方法是用二進(jìn)制計(jì)數(shù)(count，in binary)，這里每一個(gè)碼字是二進(jìn)制數(shù)字的一個(gè)獨(dú)特的序列，但相繼的碼字之間通常有一個(gè)或多個(gè)比特位不相同。如在已有技術(shù)的描述中已指出的那樣，二進(jìn)制反射碼的某些形式在特殊應(yīng)用中提供特殊的優(yōu)越性。表達(dá)一個(gè)編碼屬性值的最大的比特?cái)?shù)決定了該維度的分辨率。
同目標(biāo)描述(2302)相聯(lián)系的取值范圍(2303)被量化(2304)以形成編碼的目標(biāo)描述(2305)，被稱為框架或幀(2306)?？蚣?2306)的格式是一個(gè)從右讀的比特模式，這個(gè)比特模式代表一個(gè)編碼屬性的相鄰的序列或比特串。每一屬性的比特串的最右邊的比特是邏輯1以表示一個(gè)空間維度。一個(gè)給定屬性上的附加的分辨率比特，如果有的話，都被賦值為邏輯0;例如，(0，1，0，1)是一個(gè)編碼的目標(biāo)描述的框架(2300)，它代表兩個(gè)四值屬性。
然后客體框架(2306)的比特被變換(2307)以形成一個(gè)交織的客體框架(2308)，該框架被稱為描述符(2309)。這個(gè)目標(biāo)描述符代表特定的目標(biāo)表達(dá)的名的格式。與被命名的目標(biāo)表達(dá)的交織的框架(2308)相聯(lián)系的編碼屬性的值的集合被稱為目標(biāo)選取符。目標(biāo)選取符(2309)控制執(zhí)行過程(2310)以產(chǎn)生一個(gè)可視空間(2311)。比特形式的控制序列可以借助于考慮一個(gè)擴(kuò)展形式的交織的客體框架(2306)而被理解。在擴(kuò)展的目標(biāo)描述符(2309)中的一個(gè)空白間隔可以被看作是其特定維的空間控制序列的終結(jié)。
圖14至19中顯示的客體空間是非常簡單的，以致于可以用手工來形成，在少數(shù)情況下，可以憑想像形成。然而，真實(shí)系統(tǒng)的描述空間很快就超出了腦力構(gòu)思和手工制作的可行的范圍。因此，本發(fā)明的實(shí)施例被表達(dá)為一個(gè)電子控制器。應(yīng)該了解，在本發(fā)明的適用范圍內(nèi)，各種類型的機(jī)器和應(yīng)用過程的控制都被仔細(xì)地考慮了。一個(gè)框架控制器是一個(gè)形象化空間的語義表達(dá)。一個(gè)范圍控制器是虛擬機(jī)器的一部分，這個(gè)虛擬機(jī)器決定著作為客體空間的語義的表達(dá)。
若一組使用者定義的屬性已經(jīng)給定，在一個(gè)特定的客體空間中，該屬性定義維度和分辨率等級，一個(gè)直觀的客體描述系統(tǒng)的實(shí)施例包括了許多物理模塊，它們可以以各種各樣的邏輯構(gòu)成耦合在一起以有效地使本發(fā)明的方法機(jī)制化。在客體描述系統(tǒng)的實(shí)施例中有兩種物理模塊主計(jì)算設(shè)備的模塊和與主計(jì)算設(shè)備模塊相耦合的客體模塊。
按照圖24，所顯示的計(jì)算設(shè)備(2400)包括輸入器(2401)，處理器(2402)，存儲(chǔ)器(2403)和顯示器(2404)。輸入器(2402)，舉例說的話，可以是鍵盤、計(jì)算器接口或計(jì)算機(jī)中的一個(gè)應(yīng)用程序。處理器(2402)與輸入器(2401)、存儲(chǔ)器(2403)以及顯示器(2404)互相連接。
圖24B顯示客體模塊(2405)，該模塊將客體框架模塊(2406)、客體區(qū)域模塊(2407)和客體(目標(biāo))選擇模塊(2408)有效地聯(lián)結(jié)到計(jì)算設(shè)備(2400)上。每一個(gè)客體模塊(2405)至少包含一個(gè)寄存器，該寄存器至少有一個(gè)存儲(chǔ)單元，與寄存器相關(guān)的組合邏輯器件、數(shù)據(jù)信號通道(連接模塊中的各個(gè)器件以及不同模塊中的器件)和控制信號通道(連接一個(gè)模塊中的各個(gè)器件以及不同模塊中的器件)。范圍模塊(2407)有效地連接到輸入邏輯(2404)和客體框架模塊(2406)?？腕w區(qū)域模塊(2407)是用來選擇虛擬象的區(qū)域的。
在實(shí)施例本發(fā)明的過程中，使用者可以規(guī)定對于一組特定屬性的語義的表達(dá)方法，該屬性定義客體空間中的維度和分辨率等級。使用者利用輸入器(2404)輸入一個(gè)關(guān)于混合分辨率N維客體空間的一個(gè)問題的一組特定的屬性。輸入邏輯(2403)被有效地通過存儲(chǔ)器(2405)連接于輸入器(2404)。
框架邏輯(2407)交織(interleave)框架產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)描述符?？蚣苓壿?2407)還由框架和目標(biāo)描述符產(chǎn)生N維的維度-空間位點(diǎn)。由框架和目標(biāo)描述符，框架邏輯(2407)產(chǎn)生對應(yīng)于混合分辨率N維客體空間的每一維的分辨率等級的分辨率-空間位點(diǎn)。
框架邏輯(2407)利用框架數(shù)據(jù)產(chǎn)生對應(yīng)于一個(gè)特定的空間位點(diǎn)的目標(biāo)選取符。如前面曾經(jīng)指出的那樣，目標(biāo)選取符與二進(jìn)制反射碼的原始形式是一致的。利用維度-空間位點(diǎn)和目標(biāo)選取符，框架邏輯(2407)產(chǎn)生N維客體空間的虛擬象。計(jì)算設(shè)備利用區(qū)域邏輯(2408)通過比特選取符來操縱這個(gè)虛擬象。
本發(fā)明的裝置可以用來形象地表現(xiàn)一個(gè)混合分辨率N維客體空間。使用者定義一個(gè)框架和對應(yīng)于一組特定的屬性的框架數(shù)據(jù)，這一組屬性定義這個(gè)客體空間的維數(shù)和分辨率等級。使用者用輸入器(2401)輸入框架和對應(yīng)于N維客體空間的框架數(shù)據(jù)，框架模塊(2406)將框架交織以產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)描述符，并由框架和客體描述符產(chǎn)生出N維的維度-空間位點(diǎn)。對于每一個(gè)維度-空間位點(diǎn)，框架模塊(2406)還產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)選取符。由所述的維度-空間位點(diǎn)和目標(biāo)選取符，框架模塊(2406)還產(chǎn)生N維客體空間的一個(gè)虛擬象。區(qū)域模塊(2407)被用來選取所述虛擬象中的一個(gè)或多個(gè)元素。顯示圖(2406)存儲(chǔ)選取出的N維客體的虛擬象的區(qū)域。由框架和目標(biāo)選取符，框架模塊(2406)產(chǎn)生對應(yīng)于混合分辨率N維客體空間的每一維的分辨率等級的分辨率-空間位點(diǎn)。
物理模塊的各種邏輯構(gòu)成實(shí)現(xiàn)一個(gè)客體描述系統(tǒng)的過程行為。一個(gè)客體描述系統(tǒng)可以被看成一個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)即把混合分辨率N維客體描述變換為一個(gè)可以被邏輯地操縱的機(jī)械的形式。一個(gè)客體描述系統(tǒng)還可以被看成是一個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)即把混合分辨率N維客體描述變換為一種可感覺到的形式，這種形式的描述可以被表現(xiàn)為圖形顯示器上的圖象。
按照圖25，這些變換過程可以被組織起來并抽象為一個(gè)客體描述系統(tǒng)的功能模型(2500)。這個(gè)客體描述系統(tǒng)的功能模型包含一系列的邏輯處理器，這些處理器完成與圖12中的標(biāo)注號碼相對應(yīng)的功能應(yīng)用輸入處理器2501(1201)框架(幀)處理器2502(1202)描述符處理器2503(1203/1204)維度-空間位點(diǎn)處理器2504(1204/1205)分辨率-空間位點(diǎn)處理器2505(1206-1211)選取符處理器2506(1212/1213)虛擬像處理器2501(1214/1215)在所述功能模型中的一個(gè)邏輯處理器對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)物理模塊，所述的功能模型中的兩個(gè)邏輯處理器亦可以分享一個(gè)物理模塊。類似地，客體空間的表達(dá)可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)不同的存儲(chǔ)器中。或者，一系列這樣的客體描述系統(tǒng)可以被有效地組合在由概念上的問題域所規(guī)定的各種邏輯構(gòu)成之中，以便能對一系列客體空間描述進(jìn)行一致的操縱或?qū)μ囟ǖ目腕w空間描述的一系列圖象進(jìn)行一致的操縱。
圖26A-26H顯示由一個(gè)四比特框架邏輯模塊所形成的客體空間構(gòu)成。圖26A至26H中顯示的每一客體空間(2602)都與其目標(biāo)空間選取符(2600)的一個(gè)圖形和它們的框架以及交織的框架(2603)的邏輯名相聯(lián)系。圖26E至26H中顯示的框架和交織的框架的邏輯名是相同的，這造成了在實(shí)際的觀察中所述的空間的客體框架是以它們的交織的形式出現(xiàn)的。
本發(fā)明的一個(gè)直觀的實(shí)施例這里描述一個(gè)按照本發(fā)明的方法所產(chǎn)生的一個(gè)均勻彩色空間作為一個(gè)客體空間的具體化以便更好地理解如何實(shí)行本發(fā)明。在已有技術(shù)的描述中對于已有的彩色模型的討論提出了對于一個(gè)均勻彩色空間的表達(dá)方法的迫切需要，以能計(jì)算地規(guī)定特定的色感覺。特殊地講，這里的例子顯示由RGB彩色立方體描述的色感覺的一個(gè)范圍是怎樣地被映射到一個(gè)平面上的。這個(gè)例子告訴人們怎樣描述一個(gè)RGB彩色立方體的屬性;一個(gè)色彩定義的可感覺的屬性是如何直接同本發(fā)明的問題描述方法相對應(yīng)的;這個(gè)例子還指出本發(fā)明的問題描述方法和色感覺的電子制作之間的對應(yīng)關(guān)系。
被稱為物理彩色空間的可見光是電磁輻射的連續(xù)波譜中的一小段，整個(gè)電磁波譜包括，舉例來說，無線電波，雷達(dá)，微波，紅外和紫外光，x射線和r射線。一個(gè)彩色表達(dá)系統(tǒng)決定在可視的空間中的特定色感覺的位點(diǎn)，該空間被稱為邏輯彩色空間。這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)色感覺表達(dá)系統(tǒng);輸入是白色光;系統(tǒng)的響應(yīng)是根據(jù)本發(fā)明的方法而產(chǎn)生的一個(gè)彩色空間。
一個(gè)彩色表達(dá)系統(tǒng)決定著在被稱為彩色空間的可視空間中的一個(gè)特定的色感覺的位點(diǎn)。彩色空間表達(dá)或間接地產(chǎn)生出一個(gè)色彩顯示的物理設(shè)備控制信號。RGB彩色立方體以正交軸來表示紅、綠、蘭三基色?？娠@示的色彩都位于從(0，0，0)到(1，1，1)的立體之中。中性軸是一個(gè)從黑點(diǎn)(0，0，0)至白色(1，1，1)的(對角)直線。在文獻(xiàn)中，這個(gè)彩色立方體為稱為“天然”的系統(tǒng)座標(biāo)，因?yàn)樵谝粋€(gè)正交座標(biāo)系中的三個(gè)色彩分量是以同三維幾何一樣的方式被繪制的。在《色彩與計(jì)算機(jī)》一書(Academic Press，波士頓，1887年，第23頁)中的“色彩顯示和色彩科學(xué)”一章中的題為“視覺顯示描述系統(tǒng)”的一節(jié)里，默奇作了下述的觀察“………在立體內(nèi)部的色彩的位置和適當(dāng)?shù)囊?guī)定，當(dāng)需要所有三基色的某個(gè)真實(shí)值時(shí)，是困難的。”色彩規(guī)定意味著交互的可視化和對彩色顯示器中的可感覺的色彩范圍(即可產(chǎn)生出的色彩范圍)的控制。一個(gè)理想色彩模型應(yīng)能實(shí)現(xiàn)直覺的可尋址性;均勻性，對光和色的對比度的獨(dú)立控制，以感覺的方式表達(dá)顯示器的特性以及一個(gè)為色彩規(guī)定命名的基礎(chǔ)。
直覺可尋址性是按感覺關(guān)系的色彩表示的規(guī)定。感覺的規(guī)定可以包括，舉例來說，色調(diào)、飽合度和強(qiáng)度。色調(diào)是色彩的一個(gè)基本組成分量并且主要地相應(yīng)于一個(gè)特定的色感覺(如紅、綠、蘭、等等)。飽合度是與形成一個(gè)感覺的波長數(shù)目關(guān)系最蜜切。飽合度取決于一個(gè)純的色調(diào)在色彩組合中的相對優(yōu)勢。強(qiáng)度是發(fā)光的增加等級，它允許一個(gè)色調(diào)的寬廣范圍成為可視的。
均勻性是依據(jù)色彩表示中的感覺的關(guān)系，在所感覺的色彩中級別的規(guī)則的表示。對于亮度和色的對比度的獨(dú)立的控制是獨(dú)立地調(diào)控色對比度或亮對比度的可能性。以可感覺的形式表示顯示器的特性選擇合適的顯示表達(dá)方法控制它們的產(chǎn)生。用于命名彩色特性的基礎(chǔ)是一個(gè)使用與波譜描述符的方式產(chǎn)生的過程表達(dá)式的構(gòu)成多維模型的色彩標(biāo)記相一致的方法的可能性。
這個(gè)應(yīng)用于彩色空間描述問題的本發(fā)明直觀的例子提出了一個(gè)用于邏輯地表達(dá)可視色感覺和可視地再現(xiàn)邏輯彩色空間的方法。色彩規(guī)定和色彩空間構(gòu)成通常涉及到以可感知的屬性(例如，色調(diào)、飽合度和強(qiáng)度)表示的色彩的規(guī)定和電子彩色信號的后繼生成之間的計(jì)算的間接程度。本方法可使以可感知的彩色屬性表達(dá)的邏輯彩色空間在給定的顯示器的物理彩色空間中直接地被實(shí)現(xiàn)。解決這一問題的途徑是一個(gè)關(guān)于彩色空間分量關(guān)系的描述性的規(guī)定。
一個(gè)彩色表達(dá)系統(tǒng)的域的描述是人類視覺系統(tǒng)對于被稱為可見光的電磁波譜的有限的部分的響應(yīng)。通常，光是指電磁輻射中從380nm到770nm的一段。由不同波長的光強(qiáng)的混合形成了光的被觀察到的色彩。一個(gè)給定的控制源的強(qiáng)度的變化率是波長的函數(shù)。在R霍爾的名為《計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像中的光和色》(Springe-Verlag紐約，1988年，第47-52頁)一書中光強(qiáng)作為波長的函數(shù)的圖形是一個(gè)給定的測試色的波譜曲線。這個(gè)圖形表示了用來決定對于一個(gè)給定的測試色彩的譜形的控制光強(qiáng)的原理圖。每一個(gè)控制源的波譜曲線都對應(yīng)于一個(gè)色彩空間域中的一個(gè)維度分量。把一組波長不同的光譜加起來的混合的色彩被稱為加色混色。
直觀的RGB彩色空間在維上是以三基色來描述的(例如，色調(diào)＝范圍維)即波長長的紅基色(R);波長中的綠基色(G)和波長短的蘭基色(B)。在每一維對應(yīng)于一個(gè)基色的N維彩色空間中，彩色空間的分辨率是由定義每一基色(例如，飽和度＝范圍分辨率)的數(shù)值來決定的。維的分辨率范圍是由每一維的一個(gè)或多個(gè)比特來決定的。對每一維來說所規(guī)定的比特?cái)?shù)目可能是不一樣的。兩個(gè)比特的分辨率(例如四個(gè)等級)是對下面要產(chǎn)生的RGB色彩空間中的每一基色的規(guī)定。
值的量化可描述為波譜采樣。在已有的技術(shù)中，波譜采樣意味著把波譜曲線簡化為一組順序的色彩計(jì)算的抽樣值。這里所謂的波譜采樣意味著把一個(gè)波譜曲線簡化為一組與由本發(fā)明的方法產(chǎn)生的與一個(gè)色彩空間中的邏輯名相聯(lián)系的強(qiáng)度值(例如，光強(qiáng)＝值)。
一個(gè)邏輯彩色空間(如，一個(gè)色彩名的空間)以下述的方法被產(chǎn)生出來?？蚣苁菍τ谝粋€(gè)問題域的使用者定義的屬性的編碼的表達(dá)。在一個(gè)彩色空間中，每一個(gè)屬性對應(yīng)于一個(gè)基本色調(diào)該色調(diào)由框架中的一個(gè)比特串來表示。每一個(gè)比特串的第一個(gè)比特總為邏輯1。接續(xù)的比特在一個(gè)給定的比特串中是邏輯零。每一個(gè)邏輯零代表分辨率的一個(gè)附加的比特。
在一個(gè)直觀的彩色空間中，一個(gè)框架“010101”構(gòu)成三個(gè)兩比特的比特串，其中最右邊的一對比特表示紅色屬性;中間的一對比特表示綠色屬性;左邊的一對比特表示蘭色屬性。一個(gè)框架的基本功能就是作為一個(gè)解釋器用來鑒別一個(gè)目標(biāo)描述符或目標(biāo)選取符的可能的含義。
在一個(gè)進(jìn)觀的色彩空間中，目標(biāo)描述符是由框架變換而來，該框架中的每一框架比特串的比特都被交織處理過。例如，當(dāng)框架“010101”被交織，產(chǎn)生出一個(gè)目標(biāo)描述符為“000111”。一個(gè)目標(biāo)描述符的基本功能是它在產(chǎn)生N維客體空間時(shí)的作用，利用框架去區(qū)別分辨率比特和維度比特，目標(biāo)描述符決定著N維客體空間的正交的生成。
有兩個(gè)同N維客體空間的正交的生成有關(guān)的環(huán)的記號。第一個(gè)環(huán)是這個(gè)目標(biāo)描述符的解釋順序。目標(biāo)描述符的比特被邏輯地以維間隔分組，例如“000111”，每一維間隔被當(dāng)作從空間原點(diǎn)起始的環(huán)來處理。
第二個(gè)與N維客體空間的正交生成有關(guān)的環(huán)是生成的邏輯選取符名的反射的順序。反射環(huán)的步驟可以相應(yīng)于四個(gè)正交方向右、上、左、下。一個(gè)逆時(shí)針的順序而不是順時(shí)針順序也可以隨意地被采用，但所選的方向必須嚴(yán)格地始終為一。如果維數(shù)大于四，那未，反射過程繼續(xù)向下一個(gè)正交方向進(jìn)行，只要在目標(biāo)描述符間隔的擴(kuò)展的形式上該方向的位置不為零。
一個(gè)目標(biāo)描述符的擴(kuò)展形式在目標(biāo)描述符中插入一個(gè)空位以表示該維的分辨率低于給定間隔中的其它維。
一個(gè)框架是一個(gè)位置標(biāo)記，它指示屬性的數(shù)目和每一屬性的分辨率?？蚣軘?shù)據(jù)是一個(gè)給定框架中的值或每一個(gè)比特位的意義。給定一個(gè)框架“010101”和框架數(shù)據(jù)“000010”，最右邊的框架數(shù)據(jù)中的比特串“10”代表一個(gè)色彩規(guī)定中的紅色屬性的特定的強(qiáng)度值。目標(biāo)選取符是框架數(shù)據(jù)的一個(gè)變換，其中框架數(shù)據(jù)是被交織的。變織框架數(shù)據(jù)“000010”的結(jié)果是一個(gè)目標(biāo)選取符“001000”。在一個(gè)N維空間中的每一個(gè)位點(diǎn)名對應(yīng)于一個(gè)目標(biāo)選取符。
圖27至31顯示按照本發(fā)明的方法的一個(gè)彩色表達(dá)系統(tǒng)的直觀的例子。圖27A至27C顯示一個(gè)二進(jìn)制RGB彩色立方體的空間元素名是怎樣以本發(fā)明的方法被映射到一個(gè)平面上去的。RGB彩色立方體中的每一個(gè)軸(2701)對應(yīng)于一個(gè)基色。RGB彩色立方體的節(jié)點(diǎn)2700，2702對應(yīng)于邏輯彩色空間的特定色感覺或元素2703。RGB彩色空間中的每一個(gè)色感覺名對應(yīng)于一個(gè)邏輯彩色空間中的特定的元素位點(diǎn)(2702)。圖27C顯示一個(gè)二進(jìn)制RGB彩色空間中的元素-名空間標(biāo)記是怎么被標(biāo)注的。標(biāo)注為“R的垂直域(2704)包含那些其最右比特被置位的元素。標(biāo)注為“G”的水平域(2705)包含那些其中間比特被置位的元素。剩下的被標(biāo)注為“B”(2706)的左半邊包含那些其最左比特被置位的元素。
圖28A至28C顯示一個(gè)六十四元RGB彩色空間中的元素圖28B顯示一個(gè)六十四元RGB彩色空間中的元素是怎樣被標(biāo)注的。圖28C顯示一個(gè)六十四元RGB彩色空間的目標(biāo)選取符，該符對應(yīng)于每一色度的邏輯名。
圖29A-29C顯示具有不同分辨率的三維空間之間的關(guān)系。R.霍爾在《計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像的亮與色”一書(Springer-Verlag，)紐約，1988年，第48頁)中指出規(guī)化控制光的強(qiáng)度，該控制光是匹配作為波長函數(shù)的各個(gè)波長的光所必需的。
圖30顯示了對于445nm。535nm和630nm控制光源的最終匹配曲線。圖31A-31C顯示在一個(gè)六十四元RGB彩色空間中的每基色的光強(qiáng)比是怎樣利用圖30的匹配曲線圖在一個(gè)取值范圍內(nèi)被決定的。
一個(gè)邏輯彩色空間的操縱是由與一個(gè)特定的邏輯觀點(diǎn)有關(guān)的方法來完成的，如“元素，關(guān)系、路徑、區(qū)域和子空間。把一個(gè)特定的色感覺作為一個(gè)邏輯彩色空間的元素可以用兩種方法實(shí)現(xiàn)值參照法和位點(diǎn)參照法。
參照值法意味著由一個(gè)使用者或應(yīng)用過程提供一個(gè)以其分量色調(diào)和預(yù)期強(qiáng)度的形式的關(guān)于特定的色感覺的描述作為框架數(shù)據(jù)。因?yàn)榭蚣苁且粋€(gè)位置標(biāo)記，它指示屬性的數(shù)目和每一屬性的分辨率。所以，框架數(shù)據(jù)對應(yīng)于給定的框架的值或其中每一比特位的意義。例如，給定框架“010101”和框架數(shù)據(jù)“000010”，框架數(shù)據(jù)中最右邊的比特串“10”代表一個(gè)色彩規(guī)定中的紅色屬性的特定的強(qiáng)度值。
位置參照法意味著由一個(gè)使用者或應(yīng)用于過程選取以其位點(diǎn)的方式選取一個(gè)特定的色感覺，或者間接地通過索引號(例如調(diào)色板中的項(xiàng))或者直接通過其選取符。因?yàn)槟繕?biāo)選取符是框架數(shù)據(jù)的一個(gè)變換，其中每一個(gè)框架數(shù)據(jù)位字段均被交織處理過。例如，給定框架“010101”和框架數(shù)據(jù)“000010”，框架數(shù)據(jù)交織所產(chǎn)生的目標(biāo)選取符為“001000”。在一個(gè)N維空間中的每一位點(diǎn)名對應(yīng)于一個(gè)目標(biāo)選取符。
把一組和諧的色感覺作為一個(gè)邏輯彩色空間的關(guān)系可以通過生成一個(gè)n種東西(n-thrmg)中的K種的組合體來實(shí)現(xiàn)，這里n是一個(gè)邏輯彩色空間中的元素?cái)?shù)目，K是選取符的比特?cái)?shù)。這一組元素被稱作是鄰域或邏輯地相鄰，因?yàn)橥ㄟ^在一個(gè)特定的選取符的比特位上切換“0”和“1”即可由一者得到另一者。每一邏輯關(guān)系中的元素?cái)?shù)對應(yīng)于選取符的比特?cái)?shù)。選擇性地掩蔽選取符中的比特可以實(shí)現(xiàn)對一個(gè)邏輯彩色空間中的不同組色彩的定位。
產(chǎn)生一個(gè)和諧色感覺的序列以作為一個(gè)邏輯彩色空間中的路徑是可以實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)樵孛募媳硎疽粋€(gè)格雷序列，其中每一個(gè)相繼元素間的漢明距離是1。當(dāng)它的第一個(gè)和最后一個(gè)碼字的區(qū)別僅為一個(gè)量化簡隔時(shí)，這個(gè)色度的序列被稱為環(huán)，否則的話，這個(gè)色感覺的序列即為當(dāng)作是路徑。給定一個(gè)初始的元素碼字和一個(gè)過渡順序，一個(gè)邏輯彩色空間中的整組元素的碼字都能被生成。
為一個(gè)邏輯彩色空間中的不同區(qū)域定位可以由掩蔽低階的選取符的比特來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)邏輯彩色空間中為不同的子空間定位可由元素標(biāo)度(scaling)來實(shí)現(xiàn)，也就是說，一個(gè)元素位點(diǎn)的值確實(shí)是一個(gè)目標(biāo)描述符而不是一個(gè)色感覺。
將一個(gè)邏輯的色彩框架解釋為用電子技術(shù)的方法產(chǎn)生色感覺的過程在這里為稱為反射的格雷碼(RGC)解調(diào)。RGC解調(diào)可以被推廣為一個(gè)新穎的數(shù)模轉(zhuǎn)變形式。RGC解調(diào)的逆過程是由RGC調(diào)制完成的傳統(tǒng)的模數(shù)變換(例如，量化，譜分解，等等)。本發(fā)明的方法代表了一個(gè)新的編碼體系。目標(biāo)描述具有這樣的意義，即它們參照于或表示某一帶有物理的或概念的特性的系統(tǒng)。對彩色圖形學(xué)來說，目標(biāo)可以是以定義彩色空間的紅、綠、蘭為屬性來描述的特殊的色感覺。對于光通信來說，目標(biāo)可以是以定義一個(gè)信號空間的光分量形式描述的一個(gè)特殊相干光源。
在已有技術(shù)的描述中引述的美國專利中，羅賓森和桑福德等指出“為了在光波上攜帶信息，這個(gè)光波的某些特性必須被調(diào)制或以與信息和所采用的編碼體制相一致的方法被“改變?！北景l(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是它作為一個(gè)編碼體系的新的應(yīng)用。給定一個(gè)入射相干光源，該光進(jìn)入光耦合器后以其分量波長散開，正如在已有技術(shù)的描述中所指出的，本發(fā)明方可以被用于調(diào)制作為一系列光分量的組合的光源，這種調(diào)制對應(yīng)于客體框架、框架數(shù)據(jù)、目標(biāo)描述符和目標(biāo)選取符。
當(dāng)本發(fā)明的方法被用于對由一系列光波組合成的光源進(jìn)行調(diào)制時(shí)，舉例來說，每一個(gè)在脈碼調(diào)制(PCM)型式(scheme)中的時(shí)鐘間隔可以包含每秒“n”個(gè)信息的量子間隔而不是一個(gè)量子間隔，其中“n”是光波分量的數(shù)目，這樣一個(gè)編碼體系被稱為并行脈沖編碼調(diào)制(PPCM)。這個(gè)體系描述的一個(gè)重要特點(diǎn)是一個(gè)實(shí)在描述是從一組可能的描述中選出的一個(gè)。本發(fā)明是一個(gè)廣義的裝置和方法，被設(shè)計(jì)用于處理每一種可能的問題選擇，而不是僅僅針對在設(shè)計(jì)時(shí)因它是尚未解決的某一個(gè)具體問題。
顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以在不喪失本發(fā)明的作用范圍和精神的前提下，對這一用于形象地表示混合分辨率N維客體空間的裝置和方法，進(jìn)行各種修改，本發(fā)明的意圖是要包括所有這些對于這種用于形象地表示混合分解率N維客體空間的裝置和方法的修改和改變，假定它們不超出所附的權(quán)利要求書和它的等效文件所涉及的范圍的話。
權(quán)利要求
1.一種采用計(jì)算設(shè)備為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生N維客體空間之邏輯表達(dá)的方法，該計(jì)算設(shè)備包含存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令的手段，由所述的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令而產(chǎn)生用于表達(dá)所述的N維客體空間之虛擬象的框架邏輯，由所述的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令而實(shí)現(xiàn)對所述的虛擬象中的目標(biāo)的選取的區(qū)域邏輯，包含使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行下述步驟向所述的計(jì)算設(shè)備輸入一組屬性；根據(jù)屬性生成對應(yīng)于N維客體空間的框架和框架數(shù)據(jù)；用所述的框架交織構(gòu)成目標(biāo)描述符；用所述框架和所述的目標(biāo)描述符產(chǎn)生所述的N維客體空間中的維度--空間位點(diǎn)；用所述框架和所述目標(biāo)描述符為所述的N維客體空間中每一個(gè)維度--空間位點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)選取符；用所述的維度--空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符建立所述的N維客體空間的一個(gè)虛擬象；選取所述的虛擬象中之元素；選取所述的虛擬象中之路徑；選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系；以及選取所述的虛擬象中之區(qū)域。
2.按權(quán)利要求1所述的方法進(jìn)而包含使用所述的計(jì)算設(shè)備的以下步驟用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符為一個(gè)混合分辨率中N維客體空間N維的每一維的分辨率等級產(chǎn)生一個(gè)分辨率-空間位點(diǎn);用所述框架和所述目標(biāo)描述符在所述的混合分辨率-空間位點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)選取符;用所述的分辨率-空間位點(diǎn)，所述的維度-空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符為所述的混合分辨率N維客體空間建立一個(gè)虛擬象;選取所述的虛擬象中之元素;選取所述的虛擬象中之路徑選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系以及選取所述的虛擬象中的區(qū)域。
3.一個(gè)來用帶顯示器的計(jì)算設(shè)備來形象地表達(dá)一個(gè)混合分辨率N維客體空間的方法，其中，規(guī)定一個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)，這個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)對應(yīng)于一組屬性，和定義客體空間中的N維度和分辨率等級。包含使用所述的計(jì)算設(shè)備的以下步驟用框架交織構(gòu)成一個(gè)目標(biāo)描述符;用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符產(chǎn)生所述N維客體空間的維度-空間位點(diǎn);用所述的框架和所述目標(biāo)描述符為一個(gè)混合分辨率N維客體空間N維中的每一維的分辨率等級產(chǎn)生一個(gè)分辨率-空間位點(diǎn);為每個(gè)空間位點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)符合所表示的反射二進(jìn)制碼的基本形式的目標(biāo)選取符;用所述的分辨率-空間位點(diǎn)，所述的維度-空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符為所述的混合分辨率N維物體空間建立一個(gè)虛擬象;選取所述虛擬象中的元素;選取所述的虛擬象中的路徑;選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系;和選取所述的虛擬象中的區(qū)域。
4.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用者用一個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)來表達(dá)用于定義所述的N維客體空間中N維和各分辨率等級的一組屬性。
5.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中一個(gè)應(yīng)用過程采用一框架和框架數(shù)據(jù)來表達(dá)用于定義N維客體空間中N維和各分辨率等級的一組屬性。
6.按權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)而包含使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行下述步驟在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的元素;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的路徑;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的相關(guān)關(guān)系;以及在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的區(qū)域。
7.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括用框架數(shù)據(jù)的一個(gè)特定例的比特交織以產(chǎn)生對應(yīng)于所述的虛擬象中的某個(gè)空點(diǎn)位點(diǎn)的目標(biāo)選取符。
8.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用所述計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括改變構(gòu)成所述虛擬象中的空間位點(diǎn)的相互關(guān)系的特定目標(biāo)選取符的比特的含義。
9.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括改變構(gòu)成所述虛擬象中的被選取路徑的特定順序的目標(biāo)選取符的比特的含義。
10.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用所述計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括通過壓縮特定的目標(biāo)選取符的比特以產(chǎn)生所述的虛擬象的區(qū)域。
11.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括通過對所述的N維客體空間之所述的虛擬象中的目標(biāo)選取符中的元素進(jìn)行譯碼而生成被選取的一組屬性值。
12.按權(quán)利要求1.2或3所述的方法，進(jìn)而包含生成一個(gè)混合分辨率N維色彩空間的以下步驟將許多光波分量編碼以構(gòu)成一組屬性;為所述的混合分辨率彩色空間建立一個(gè)邏輯表達(dá);為所述的混合分辨率N維彩色空間生成一個(gè)虛擬象;選取所述虛擬象中的元素;選所所述的虛擬象中的路徑;選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系;以及選取所述的虛擬象中之區(qū)域。
13.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用者用一個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)來表達(dá)用于定義所述的N維彩色空間中N維和各分辨率等級的所述的屬性。
14.按權(quán)利要求12所述的方法，其中一個(gè)應(yīng)用過程設(shè)定一個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)來表述所述N維彩色空間中N維和各分辨率等級的所述的屬性。
15.按權(quán)利要求12所述的方法，用所述的計(jì)算設(shè)備來形象地表成N維彩色空間，進(jìn)而包括以下步驟在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的邏輯色名的色感覺;在所述的顯示器上顯示包含所述的虛擬象中被選取的路徑的被選取的邏輯色名的色感覺;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的相關(guān)關(guān)系的被選取的邏輯色名的色感覺;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的區(qū)域的被選取的邏輯色名的色感覺。
16.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括通過交織特定的一組光波分量數(shù)據(jù)為一特定色感覺生成邏輯名。
17.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括改變構(gòu)成所述的虛象中的空間位點(diǎn)的有關(guān)的邏輯色名的所述邏輯色名的特定比特的含義。
18.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括改變構(gòu)成所述的虛擬象中一個(gè)被選取的路徑特定順序中的所述邏輯色的特定比特的含義。
19.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括通過壓縮所述的邏輯包色名中的特定的比特產(chǎn)生所述的虛擬象的一個(gè)區(qū)域。
20.按權(quán)利要求12所述的方法，其中使用所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行選取操作的步驟包括通過對所述的N維彩色空間中的虛擬象中的邏輯色名解碼而生成作為一組被選定的屬性的各光波分量。
21.一種用來生成混合分辨率N維客體空間的邏輯表示的裝置，其中規(guī)定了一個(gè)目標(biāo)描述符，用于表述一組定義所述的客體空間之維數(shù)和各分辨率等級的屬性，包含將一組屬性輸入所述的裝置的裝置;用所述的屬性組，為混合分辨率客體空間生成框架和框架數(shù)據(jù)之裝置;將所述的框架交織而產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)描述符的裝置;用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符，為所述的混合分辨率N維客體空間生成維度-空間位點(diǎn)裝置;用所述框架和所述的目標(biāo)描述符為所述混合分辨率N維客體空間的每一個(gè)維度-空間位點(diǎn)生成一個(gè)目標(biāo)選取符裝置;用所述的維度-空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符，為所述的混合分辨率N維客體空間生成一虛擬象的裝置;選取所述的虛擬象中的元素的裝置;選取所述的虛擬象中之路徑的裝置;選取所述的虛擬象中之相關(guān)關(guān)系的裝置;以及選取所述的虛擬象中之區(qū)域的裝置。
22.按權(quán)利要求21所述裝置進(jìn)而包含用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符，為一個(gè)混合分辨率N維客體空間中的每一維之分辨率等級生成分辨率-空間位點(diǎn)的裝置;用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符，為所述的混合分辨率N維客體空間中的每個(gè)分辨率-空間位點(diǎn)生成一個(gè)目標(biāo)選取符的裝置;用所述的分辨率-空間位點(diǎn)、所述的維度-空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符，為所述的混合分辨率N維客體空間生成一個(gè)虛擬象的裝置;選取所述的虛擬象中的元素的裝置;選取所述的虛擬象中的之路徑的裝置;選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系的裝置;以及選取所述的虛擬象中的區(qū)域的裝置。
23.按權(quán)利要求21或22所述的用于形象地表達(dá)一個(gè)混合分辨率N維客體空間的裝置，其中規(guī)定了一個(gè)目標(biāo)描述符，用于表達(dá)一組定義客體空間中的維數(shù)和名分辨率等級的屬性，進(jìn)而包含在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的元素的裝置;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的路徑的裝置;在所述的顯示器上顯示所述虛擬象中被選取的相關(guān)關(guān)系的裝置;以及在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中的被選取的區(qū)域的裝置。
24.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置進(jìn)而包含對使用者所給出的表達(dá)用于定義N維客體空間之N維和各分辨率等級的所述的屬性的框架和框架數(shù)據(jù)作出響應(yīng)的裝置。
25.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置進(jìn)而包含對應(yīng)用過程所給出的表述用于定義N維客體空間的N維和各分辨率等級的所述的屬性的框架和框架數(shù)據(jù)作出響應(yīng)的裝置。
26.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置，其中所述的選取裝置包含通過對框架數(shù)據(jù)的一個(gè)特定例施行交織處理而產(chǎn)生一個(gè)元素目標(biāo)選取符的裝置。
27.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置，其中所述的選取裝置包含改變構(gòu)成所述的虛擬象中空間位點(diǎn)的特定目標(biāo)選取符名比特之含義的裝置。
28.按權(quán)利要求21.22或23所述裝置，其中所述的選取裝置包含改變的目標(biāo)選取符中構(gòu)成所述虛擬象中被選取的路徑的特定的路徑比特順序的裝置。
29.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置，其中所述的選取裝置包含通過壓縮特定的目標(biāo)選取符中的比特而構(gòu)成所述的虛擬象中的一個(gè)區(qū)域的裝置。
30.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置，其中所述的選取裝置包含通過對所述的N維客體空間之虛擬象中的元素進(jìn)行譯碼而獲得一組被選取的屬性的裝置。
31.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置，進(jìn)而為建立N維彩色空間的步驟，包含將許多光波分量作為一組屬性而進(jìn)行編碼的裝置。
32.按權(quán)利要求21.22或23所述裝置，其中所述選取的裝置包含通過對所述的N維彩色空間之虛擬象中的元素進(jìn)行譯碼而獲得作為一組被選取的屬性的多種光波分量的裝置。
33.按權(quán)利要求21.22或23所述的裝置進(jìn)而包為構(gòu)成混合分辨率彩色空間步驟，包括對作為一組特征值的若干光波分量是行編碼的裝置;生成所述的混合分辨率N維彩色空間之邏輯表達(dá)的裝置;生成所述的混合分辨率N維彩色空間之虛擬象的裝置;選取所述虛擬象中的元素的裝置;選取所述的虛擬象中的路徑的裝置;選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系裝置;以及選取所述的虛擬象中的區(qū)域的裝置。
34.按權(quán)利要求33所述的裝置進(jìn)而包含在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中的被選取的元素的裝置;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中的被選取的路徑的裝置;在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中的被選取的相關(guān)關(guān)系的裝置;以及在所述的顯示器上顯示所述的虛擬象中被選取的區(qū)域的裝置。
35.按權(quán)利要求33所述的裝置進(jìn)而包含通過對一組特定光波分量數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼而為特定色度生成邏輯名的裝置。
36.按權(quán)利要求33所述的裝置進(jìn)而包含改變所述的邏輯色名中構(gòu)成所述的虛擬象中的一個(gè)空間位點(diǎn)之相關(guān)邏輯色名的特定比特之含義的裝置。
37.按權(quán)利要求33所述的裝置進(jìn)而包含改變所述邏輯色名中構(gòu)成所述的虛擬象中一個(gè)被選取的路徑的特定的路徑比特順序的含義的裝置。
38.按權(quán)利要求33所述的裝置進(jìn)而包含通過壓縮所述的邏輯色名中特定比例而構(gòu)成所述的虛擬象中的一個(gè)區(qū)域裝置。
39.按權(quán)利要求33所述的裝置的進(jìn)而包含通過對所述的N維彩色空間之虛擬象中所述的邏輯色名進(jìn)行譯碼而獲得作為一組被選取的屬性的若干光波分量的裝置。
40.一種用于生成一個(gè)混合分辨率N維客體空間之邏輯表達(dá)的裝置，其中規(guī)定了一個(gè)框架和框架數(shù)據(jù)，用于表達(dá)一組定義所述的客體空間之維數(shù)和各分辨率等級的屬性，包含將所述的N維客體空間對應(yīng)的所述的框架和框架數(shù)據(jù)輸入的裝置;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令的裝置;用所述的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)生成所述混合分辨率N維客體空間之邏輯表達(dá)的裝置;作用于所述框架的框架邏輯，其作用是對所述的框架進(jìn)行交織從而生成一個(gè)目標(biāo)描述符，并用所述的框架和所述的目標(biāo)描述符建立維度-空間位點(diǎn)，并用所述的框架數(shù)據(jù)為每個(gè)維度-空間位點(diǎn)生成一個(gè)目標(biāo)選取符，再用所述維度-空間位點(diǎn)和所述的目標(biāo)選取符建立N維客體空間的一個(gè)虛擬象;以及區(qū)域邏輯，用于選取所述的虛擬象中的元素，用于選取所述的虛擬象中的路徑，用于選取所述的虛擬象中的相關(guān)關(guān)系，用于選取所述的虛擬象中的區(qū)域。
41.按權(quán)利要求40所述的裝置進(jìn)而包含存儲(chǔ)所述的虛擬象中所述的被選取的元素的裝置;存儲(chǔ)所述的虛擬象中所述的被選取的路徑的裝置;存儲(chǔ)所述虛擬象中所述被選取的相關(guān)關(guān)系的裝置;以及存儲(chǔ)所述的虛擬象中所述的被選取的區(qū)域的裝置。
42.按權(quán)利要求40所述的裝置其中所述的框架邏輯依據(jù)所述的框架和所述的目標(biāo)描述符為一個(gè)混合分辨率N維客體空間之N維中每一維建立對應(yīng)的分辨率-空間位點(diǎn)。
43.按權(quán)利要求40所述的裝置用于形象地表達(dá)一個(gè)混合分辨率N維客體空間，進(jìn)而包含顯示邏輯，可根據(jù)所述的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令為N維客體空間建立一個(gè)虛擬象;以可視的方式顯示所述虛擬象的顯示裝置;顯示所述的虛擬象中的被選取的元素的顯示裝置;顯示所述的虛擬象中的被選取的路徑的顯示裝置;顯示所述的虛擬象中的被選取的相關(guān)關(guān)系的顯示裝置;以及顯示所述的虛擬象中的被選取的區(qū)域的顯示裝置。
44.按權(quán)利要求43所述的裝置進(jìn)而包含存儲(chǔ)所述的虛氦象中的所述視表達(dá)存儲(chǔ)裝置;以及存儲(chǔ)所述的虛擬象的所述的被選取的目標(biāo)的所述的可視表達(dá)的存儲(chǔ)裝置。
45.在一個(gè)計(jì)算設(shè)備中，一個(gè)存有一個(gè)N維客體空間的虛擬象的存儲(chǔ)器，至少包括維度-空間位點(diǎn)和選取虛擬象中目標(biāo)的裝置。
46.按權(quán)利要求45所述的計(jì)算設(shè)備，其中所述的存儲(chǔ)器進(jìn)而包括有一個(gè)帶有分辨率-空間位點(diǎn)的N維客體空間的虛擬象。
47.按權(quán)利要求45所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含對一組光波分量進(jìn)行編碼從而定義虛擬象的維度-空間位點(diǎn)的裝置。
48.按權(quán)利要求46所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含對一組光波分量進(jìn)行編碼從而定義虛擬象之維度-空間位點(diǎn)和分辨率-空間位點(diǎn)的裝置。
49.按權(quán)利要求45或46所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含對所述的N維客體空間之所述的虛擬象進(jìn)行譯碼從而獲得一組被選取的光波分量的裝置。
50.一個(gè)計(jì)算設(shè)備包含一個(gè)存儲(chǔ)器;框架邏輯，用于生成一個(gè)N維客體空間的至少包括維度-空間位點(diǎn)的虛擬象;以及區(qū)域邏輯，用于選取所述的虛擬象中之目標(biāo)。
51.按權(quán)利要求50所述的計(jì)算設(shè)備，其中所述的框架邏輯生成含有分辨率-空間位點(diǎn)的所述的虛擬象。
52.按權(quán)利要求50或51所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含對一組信號分量進(jìn)行編碼以作為定義所述虛擬象的空間位點(diǎn)的屬性的裝置。
53.按權(quán)利要求50或51所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含對N維客體空間之所述虛擬象進(jìn)行譯碼從而獲得作為屬性值的被選取的信號分量的裝置。
54.按權(quán)利要求50或51所述的計(jì)算設(shè)備進(jìn)而包含顯示邏輯，用于以可視的方式顯示N維客體空間之所述的虛擬象，以及以可視的方式顯示作為屬性值的一組被選取的信號分量的裝置。
全文摘要
一種用于生成N維客體空間的混合分辨率的邏輯表達(dá)的裝置和方法，表達(dá)可用可視形象顯現(xiàn)。使用者規(guī)定一組屬性，用本發(fā)明裝置或方法產(chǎn)生框架和框架數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成目標(biāo)描述符，進(jìn)而生成維度-空間位點(diǎn)。進(jìn)而生成分辨率-空間位點(diǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生位點(diǎn)的目標(biāo)選取符，進(jìn)而產(chǎn)生虛擬圖象或該虛擬圖象的某一區(qū)域。
文檔編號G06F13/00GK1063374SQ9210009
公開日1992年8月5日 申請日期1992年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月16日
發(fā)明者馬克·D·埃斯蒂斯, 約翰·鮑威爾·沃克 申請人:沃克-埃斯蒂斯公司