灰度级和彩色显示方法和装置的制作方法

专利名称：灰度级和彩色显示方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示图象的方法与设备，特别涉及利用液晶显示器等输出装置多个显示部分表示图象的显示方法与设备。
发明技术背景彩色显示装置已成为大多数计算机用户首选的显示装置。在监视器上显示彩色一般是通过操作显示装置发光(如红绿蓝光组合成人的肉眼可感受的一种或多种彩色)而实现的。
在阴极射线管(CRT)显示装置中，通过使用荧光涂层产生不同颜色的光，这种荧光涂层以点依次加在CRT屏上。通常用不同的荧光涂层产生三种颜色的每一种，红绿蓝导致重复的荧光点序列，受到电子束激发时就产生红绿蓝彩色。
术语象素一般指例如在百千个光点的矩形格栅中的一个光点，计算机逐个用光点在显示装置上形成图象。对于彩色CRT，其中红绿蓝荧光点的单个三素色组无法寻址，可能的最小象素尺度要依赖于激发荧光体的电子枪的聚焦、对准和带宽。在各种已知的CRT显示器结构中，红绿蓝荧光点的一个或多个三素色组发射的光容易交叠在一起，在一定距离呈现为单色光源。
在彩色显示器中，可以改变对应于红绿蓝加性原色发射的光的强度而得到几乎任何一种期望的彩色象素。不加色，即不发射光，就产生黑色象素。加100％的全部三色可得到白色。


图1示出一台已知的便携式计算机100，它包括机壳101、盘驱动器105、键盘104和平面显示器102。
便携式个人计算机100倾向于使用液晶显示器(LCD)或其它平面显示装置102，而不是CRT显示器。这是因为二者相比，平面显示器容易实现小型和轻量。此外，平面显示器的功耗比同尺度CRT显示器的小，更适用于电池供电的场合。
随着平面彩色显示器的质量不断提高，成本不断降低，它在桌面应用中正开始替代CRT显示器。相应地，平面显示器特别是LCD正在越益普及。
几年来，对CRT显示装置的显示已经开发和优化了大多数图象处理技术，包括在计算机屏上产生和显示各种字体，如字符组。
然而，原有的文本显示过程未考虑平面显示装置独特的物理特性，特别在RGB彩色光源的物理特性方面，这类物理特性与CRT装置的特性有很大区别。
彩色LCD显示器是利用多个迥异可寻址单元(这里称为象素子单元或象素子组元)表示被显示图象每个象素的示例显示装置。一般，彩色LCD显示器的每个象素用单个象素元表示，而象素元通常包括三个非方形单元，即红绿蓝(RGB)象素子组元。这样，一组RGB象素子组元一起组成单个象素元。已知类型的LCD显示器包括一系列RGB象素子组元，它们通常沿显示器编排成条形，RGB条一般在一个方向占居整个显示器长度，得出的RGB条有时称为“RGB条”。应用于计算机的普通LCD监视器，宽度大于其高度，RGB条倾向于垂直方向排列。
图2A示出一种已知的可用作显示器102的LCD屏200，包括多个行(R1-R12)与列(C1-C16)，每个行/列交叉形成的方形代表一个象素元。图2B详细示出了该已知显示器200的左上角部分。
注意，在图2B中每个象素元(如(R1，C4)象素元)是如何包括三个不同的子单元或子组元的，即红子组元206、绿子组元207与蓝子组元208。每个已知象素子组元206、207、208均为象素宽度的1/3或接近1/3，而在高度上与象素的高度一样或接近一样。这样，组合后，这三个1/3宽度的象素子组元206、207、208就形成单个象素元。
如图2A所示，RGB象素子组元206、207、208的一种已知排列沿显示器200形成向下的垂直彩色条。因此，在图2A与2B的已知方式中，有时把1/3宽度的彩色子组元206、207、208的这种排列称为“垂直条”。
作为示例，图2A只示出了12行、16列，而常见的列×行比率包括例如640×480、800×600和1024×768。注意，已知的显示装置一般涉及按横向方式编排的显示，即在图2A中监视器宽度比其高度更宽，条形以垂直方向编排。
制造的LCD具有以几种附加图案排列的象素子组元，如在摄录机取景器中通常包括Z形与△形。虽然本发明的诸特点可应用于这类象素子组元排列，由于RGB条形结构更具普遍性，所以在应用RGB条形显示器方面将说明本发明的示例性实施例。
根据习惯，把象素元的每个象素子组元当作单个象素单位对待，因而在已知的系统中，象素元的所有象素子组元的光强值由图象同一部分产生。例如，研究一下图2C示出的用格栅220表示的图象。图2C中，每个方块表示图象某一区域，而该象区准备用单个象素元表示，如对应于方格230的红绿蓝象素子组元。图2C中，用画线的圆代表产生光强值的单个图象采样。注意已知系统是如何用图象220的单个采样222对每个红绿蓝象素子组元232、233、234产生光强值的。这样，在已知系统中，通常把RGB象素子组元用作一个组来产生对应于要表示图象的单个采样的单个彩色象素。
将每个象素子组元组发出的光有效地加在一起而产生单色效应，其色调、饱和度和强度取决于各个三象素子组元的值。比方说，各象素子组元的潜在强度为0-255，若规定所有三个象素子组元的强度都是255，肉眼看到的象素为白色。然而，如果所有三个象素子组元给出切断各三象素成分的值，看到的象素为一黑色象素。改变每个象素子组元各自的强度，可在这两个极值之间产生数百万种色彩。
在已知系统中，由于单个采样被映射到三个象素子组元(每个子组元的宽度为象素的1/3)，由于这些单元的中心偏离采样中心1/3，出现左右象素子组元的空间位移。
例如研究一下要表示的某一图象，它是一个绿蓝成分为零的红色立方体。当在图2A类型的LCD显示器上显示时，作为该采样与绿色图象子组元之间的位移结果，该立方体在显示器上的明显位置将与其实际位置的左侧偏移象素的1/3。同样地，蓝色立方体将向右侧移动象素的1/3。因此，应用于LCD屏的已知成象技术会导致不希望有的图象位移误差。
文本字符代表一类特别难以精确地显示的图象，假定平面显示器的分辨率一般为72或96点(象素)/英寸(dpi)。这样的显示分辨率比大多数打印机支持的600dpi差远了，而在书刊等大多数商业打印文本中甚至可发现更高的分辨率。
由于大多数视频显示装置的显示分辩率较低。因而画出光滑字符形状的象素还不够多，在尺度为10、12和14磅型的一般文本中尤其如此。以这样的一般文本尺度，相同字体的不同尺度与重量之间的分级，例如厚度，要比其印刷品粗糙多了。
标准象素的相对粗糙尺度容易造成混迭作用，所显示的类型字符边沿不平坦。例如，象素的粗糙尺度容易导致形成字体字符的笔画的衬线、短线或端部(如底部)装饰划成方形，这就难以精确地显示专门使用衬线的许多高度可读或装饰性字体。
这类问题在茎部(stem)(如字符的垂直部分)特别明显。由于象素是普通监视器的最小显示单元，因此用小于一个象素茎部权重的常规技术是无法显示字符茎部的。再者，茎部权重一次只能增加一个象素，这样使茎部权重从一个象素跳到两个象素宽。通常，一个象素宽的字符茎太淡，而两个象素宽的字符茎太粗。由于在显示屏上对小的字符形成粗体字型字体要涉及茎重量从一个象素变成两个象素，二者的权重差为100％。在印刷中，粗体可能一般只比其同等的常规或罗马体重20或30％。通常，这种“一个象素，两个象素”问题一直作为显示器装置必须接受的固有特性来对待。
字符显示领域以前的研究工作部分集中于开发能在CRT显示器上改进字符显示的防混迭技术。常用的防混迭技术涉及对包括字符边沿的象素应用灰度级。实际上，这种斑点形状降低了边沿的空间频率，却能更好地接近原来的字符形状。尽管已知的防混迭技术能明显提高显示在CRT显示装置上的字符质量，但是当应用于在象素子组元编排上与CRT显示器有较大差异的LCD显示装置时，许多这类技术就无效了。
另一件事是，这样一种防混迭(anti-aliasing)技术能够合理地对大字号的文本进行工作，但对于大多数适合于人类阅读的字号一通常在8到13磅之间，它们会使文字模糊。对于读者是人的情况，其效果与试图带上别人的眼镜进行阅读的情况相似。读者的眼睛试图连续地聚焦在本身是不能聚焦的画面上。这就使眼睛会很快产生视力紧张和疲劳，从而在持续不断地进行阅读的情况下，传统的防混迭技术是无法令人满意的。
虽然防混迭技术有助于解决与至少在CRT显示器上显示较低分辨率文本表示有关的混迭问题，但是在本发明之前，一直认为象素尺度和无法精确地显示字符茎宽的问题是必须允许的显示装置的一种固定特性。
为此，显然要求有在平面显示装置上显示文本的新的改进的方法与设备。希望至少有一些新方法适用于现有的显示装置与计算机，还希望至少有一些方法与设备改进在运用例如新的显示装置和/或新的文本显示方法的新型计算机上显示的文本质量。
在许多计算机应用中，虽然文本显示(图形的特殊情况)是最为关注的，但是也要求用改进方法与设备精确而清楚地显示其它图形、几何形状(如圆、方块等)和照相等拍摄图象。
发明概述本发明针对用输出装置(如LCD显示器)多个不同部分代表图象的单个象素显示图象的方法与设备。
本申请的发明者认识到这样的众所周知的原理，即与彩色强度发生变化的色度边沿相比，人的肉眼对光强变化的亮度边沿更敏感得多。这就是例如在绿色背景上很难阅读红色文体的原因。他们还认识到这样一种已知的原理，即肉眼对红绿蓝色彩的敏感性是不同的。事实上，在全白象素的100％光强中，红色象素子组元对整个感觉到的亮度约贡献30％，绿色子组元贡献60％，蓝色子组元贡献10％。
本发明的各种特点都针对将显示的各个象素子组元用作独立的光强源，由此在垂直于RGB条方向的尺度上将显示的有效分辨率提高达3倍，这在可见分辨率方面是一个重大改进。
在已知的显示技术相比，本发明方法可能导致色度质量有一些变化，如上所述，肉眼对亮度边沿的敏感比对色度边沿的敏感性更强。因此，与已知的呈现技术相比，即使考虑到本发明技术可能对彩色质量具有负面影响，本发明仍能明显地提高图象质量。
如上所述，已知的监视器倾向于使用垂直条。由于字符茎出现在垂直方向，所以当随文本作水平呈现时，精确地控制垂直线厚度的能力显得比控制水平线厚度的能力更主要。
由此断定，至少在文本应用中，通常更希望在水平方向而不是垂直方向具有监视器的最大分辨率。相应地，按本发明实施的各种显示装置，都应用垂直的而不是水平的RGB条。这样使这类监视器在按本发明使用时，分辨率在水平方向比垂直方向更大。然而，与常规的图象呈现技术相比，本发明同样适用于水平RGB条的监视器，从而提高垂直方向的分辨率。
除了在将象素子组元处理为独立的光强源时适用的新型显示装置外，本发明还针对便于按本发明对象素子组元使用的新式的改进的文本、图形和图象呈现技术。
显示包括文本的图象涉及若干步骤，如包括图象缩放、提示与扫描切换。
本发明的图象缩放技术，涉及在垂直于RGB条方向的尺度上以大于RGB条方向缩放比率的比率缩放文本的几何表示。这种非均匀缩放技术使后续的处理作充分利用通过将象素子组元处理为单独的光强源而得到的分辨率的有效提高。垂直于条方向的缩放还可构成一种供后续扫描切换操作使用的一个或多个加权系数的函数。因此，垂直于条的方向的缩放可以是条方向缩放的许多倍，比如10倍。
除了新缩放法外，本发明还针对新的提示操作法。除了在已知提示操作中考虑的象素边界外，这类方法还考虑了图象内象素子组元边界。有些对垂直条显示装置使用的提示操作作为一种步骤，涉及沿象素子组元边界对准字符，使字符茎边沿接近或位于某个红、蓝或绿象素子组元内，而不是总在整个象素边沿出现的蓝与红象素子组元之间。
其它提示操作可应用于水平条的显示装置。作为一个步骤，这类提示操作涉及沿象素子组元边界对准字符基底，使字符基底边沿在红或蓝象素子组元内，与整个象素边沿相对。
根据本发明，作为提示操作的一部分，可将图象内垂直和/或水平线的宽度作为象素子组元边界的函数来调节。在使图象变形时，这样可以使提示操作比已知系统作更精细的调节，而已知系统的提示是作为整个象素边界定位的函数执行的，该象素边界(边沿)与象素子组元边界相对。
扫描切换一般在提示之后，它是将图象的几何表示切换成位映射的处理。本发明的扫描切换操作涉及将图象的不同部分映射成不同的象素子组元，这与已知的扫描切换技术有很大差别，后一种技术用图象的同一部分确定光强值，而该光强值准备与代表象素的三个象素子组元的每一个一起使用。
将RGB象素子组元处理成独立的光强源，结果会遇到色干涉效应。本发明的一个特征是针对处理位映射图象以检测不希望有的色干涉效应。本发明的另一特征是针对在位映射图上作色处理操作以减小或补偿不希望有的色干涉效应。
本发明的其他特征涉及灰度级显示，以及能够显示灰度级图像如文字和彩色图像的显示器。
本发明包括灰度级监视器，它具有矩形的显示元，能够提供第一尺度如水平尺度的分辨率，这是一种与第一尺度如纵向方向垂直的第二尺度的分辨率。在一种典型的实施例中，所提供的灰度级显示器是在纵向尺度具有的水平尺度的分辨率的3倍。
还设计了一种显示器，如LCD显示器，它能够在灰度级和彩色显示装置的情况下工作。在一种这样的显示器中，用来构成显示器彩色部分的彩色滤色镜从分开的灰度级显示器部分中省去了。文字，如标题，是用显示器的灰度级部分来显示的，而彩色图像，如画面是用显示器的彩色部分显示的。
在本发明的另一种显示器中，使用了一种带有滤色镜元件的彩色滤色镜，这种滤色镜能够在彩色工作方式和透明工作方式之间切换。当图像如文字要显示为灰度级图像时，用来显示灰度级图像的显示器的相应部分切换到透明的工作方式。在这样一种实施例中，显示器的其余的一个部分或多个部分可以用来显示彩色图像。
下面详细描述本发明的方法和装置的各种特征、实施例和优点。
附图简述图1示出已知的便携式计算机。
图2A示出已知的LCD屏。
图2B比图2A更详细地示出图2A的一部分已知的显示屏。
图2C示出已知系统中进行的图象采样操作。
图3示出的已知步骤涉及制备和存贮供以后文本生成与显示使用的字符信息。
图4示出一本电子书籍，具有本按照发明一实施例的以立式排列安置的平面显示器。
图5示出按本发明实施的计算机系统。
图6示出按本发明一示例性实施例执行的图象采样。
图7A示出按本发明实施的彩色平面显示屏。
图7B示出图7A的一部分显示屏。
图7C示出按本发明另一实施例实施的显示屏。
图8示出包括在图5计算机系统存储器里的各种单元(如例行程序)，用于在计算机系统的显示器上提供文本图象。
图9A示出按本发明一实施例提供显示文本的方法。
图9B描绘的是用来执行图9A中所示步骤915中所执行的色彩处理/调节所采用的本发明的典型色彩补偿子程序813。
图9C和9D描绘的是按照本发明的典型实施例所执行的像素彩色处理子程序。
图10A与10B示出按本发明各种示例性实施例执行的缩放操作。
图11A与11B示出按本发明各种示例性实施例执行的提示操作。
图12A与12B示出按本发明各种示例性实施例执行的扫描切换操作。
图13详细示出应用于图12A所示图象数据第一列的扫描切换处理。
图14示出按本发明一实施例执行的加权扫描切换操作。
图15示出要显示在象素场上的某个字符的高分辨率表示。
图16示出如何用已知技术表示图15的字符。
图17-20示出按本发明各种文本呈现技术表示图15所示字符的不同方式。
图21A绘出的是已知彩色LCD屏幕的结构。
图21B示出的是从正面看时图21A中所示的已知屏幕的样子。
图22A绘出的是按照本发明的一种典型实施例所构成的灰度级LCD的结构。
图22B示出的是从正面看时图22A的屏幕的样子。
图23A绘出的是具有按照本发明构成的彩色和灰度级部分的LCD的结构。
图23B示出的从正面看是图23A中所示的屏幕的样子。
图24A绘出的是按照本发明的另一种实施例构成的LCD的结构，其结构的全部或一部分可以在彩色和灰度级工作方式之间切换。
图24B示出的是从正面看时图24A中的屏幕的样子。
详细描述如上所述，本发明针对在显示装置上显示图象(如文本和/或图形)的方法与设备，且能利用输出装置的多个不同部分，如液晶显示器的象素子组元来代表图象的单个象素。
本发明的各种方法把每个象素子组元用作分别独立的光强源，而不是把包括象素的一组RGB象素子组元当作单个光强单元。这样允许具有RGB水平或垂直条的显示装置处理成在条尺度上的有效分辨率比其它尺度上大3倍。本发明的各种设备针对着能利用单独控制象素子组元能力的显示装置与控制设备。
图4示出按本发明一实施例实施的计算机化电子读物装置400。如图4所示，电子读物400包括分别显示读物奇偶页的第一与第二显示屏402、404，还包括键板或键盘408等输入装置和CD盘驱动器407等数据存贮装置。设置的铰链406可折迭电子读物400，不用时可保护显示器402、404。可用内部电池对电子读物400供电。同样地，本发明的其它便携式计算机实施例也可电池供电。
图5和以下讨论对一示例性设备作一概述，该设备至少能实施本发明的某些特征。本发明的各种方法一般以计算机可执行的指令(如程序模块)来描述，这类指令由电子读物400或个人计算机等计算机装置执行。本发明的其它特征将以显示装置元件与显示屏等物理硬件描述。
除了特定描述的计算机装置外，还可用其它设备实施本发明方法。程序模块可以包括执行某一任务或实施特定摘录数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。此外，本领域的技术人员将明白，本发明的至少某些方面可以用其它结构实施，包括应用于例如汽车、航空、工业应用等场合的手持装置、多处理器系统、基于微机或可编程的消费类电子产品、网络计算机、小型计算机、机顶盒、主机架计算机、显示器等。本发明的至少有些方面还可在分布计算环境中实施，其中由通过通信网联接的远程处理装置执行诸任务。在某种分布计算环境中，程序模块可设置在本机和/或远程的存储器装置中。
参照图5，实施本发明至少某些方面的示例性设备500，包括个人计算机520等通用计算装置。个人计算机520可以包括处理单元521、系统存储器522及将包括系统存储器522的各种系统元件耦合至处理单元521的系统总线523。系统总线523是几类总线结构的任意一类，包括存储器总线或存储器控制器、外设总线和应用任一种总线结构的本机总线。系统存储器522可以包括ROM524和/或RAM525。基本的输入/输出系统526(BIOS)可以贮存在ROM524中，包括诸如在启动期间在个人计算机520内的诸单元之间帮助传递信息的基本例行程序。个人计算机520还可包括对硬盘读写的硬盘驱动器527(未示出)、对(如可卸式)磁盘529读写的磁盘驱动器528以及对可卸式(磁光)光盘531(如CD或其它(磁光)光媒体)读写的光盘驱动器530。硬盘驱动器527、磁盘驱动器528和(磁光)光盘驱动器530可分别用硬盘驱动器接口532、磁盘驱动器接口533和(磁光)光盘驱动器接口534同系统总线523耦合。这些驱动器及其相关的存储媒体提供非易失性存贮可机读的指令、数据结构、程序模块和其它个人计算机520的数据。虽然这里描述的示例性环境应用了硬盘、可卸磁盘529和可卸式光盘531，但是本领域的技术人员应明白，还可用其它类型的存贮媒体代替或增设上述的存贮装置，诸如盒式磁带、快擦式存储器卡、数字视频盘、Bernoulli卡盘、RAM、ROM等。
例如，可将操作系统535、一条或多条应用程序536、其它程序模块537和/或程序数据538等若干程序模块存储在硬盘527、磁盘529、(磁光)光盘531、ROM524或RAM525上。用户可通过键盘540和指向装置542的输入装置将指令与信息送入个人计算机520。也可包括话筒、操纵杆、游戏机盘、卫星盘、扫描器等其它输入装置(未示出)。这些和其它输入装置一般通过耦合至系统总线523的串行端口接口546连接至处理单元521。然而，可用平行端口、游戏机端口或通用串行总线(USB)等其它接口连接输入装置。监视器547或其它类显示装置也可经视频适配器548等接口连接至系统总线523。设备500加设第二显示装置可构成读物400。除了监视器547外，个人计算机520可包括扬声器与打印机等其它外围输出装置(未示出)。
个人计算机520可在网络环境中工作，网络环境将逻辑上的连接限定于一台或多台远程计算机，如远程计算机549。远程计算机549可以是另一台个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等装置或其它公共网络节点，可包括许多或所有上述相对于个人计算机520描述的单元。图5示出的逻辑连接包括局域网(LAN)551与广域网(WAN)552、因特网和企业内联网(intranet)。
当应用于LAN时，个人计算机520可通过网络接口适配器(或“NIC”)553连接至LAN551。当应用于WAN时(如因特网)，个人计算机520可包括调制解调器或其它在广域网552上建立通信的装置。调制解调器554(内部或外部)可以经串行口接口546接至系统总线523。在网络化环境中，至少有些个人计算机520的程序模块可存入远程存储器装置。网络连接是一种示例，可以使用在计算机之间建立通信链路的其它装置。
图7A示出按本发明一实施例实施的显示装置600，它适用于如便携式计算机或希望配用平面显示器的其它系统。显示装置600可构制成LCD显示器。在一实施例中，已知计算机100的显示器与控制逻辑被本发明的显示装置600和显示控制逻辑(如例行程序)代替，向便携计算机提供水平RGB条和用于表示图象不同部分的象素子组元。
如图所示，对16×12象素的显示，显示装置600包括16列象素元C1-C16和12行象素元R1-R12。象大多数计算机监视器那样，显示器600配置成宽大于高。为便于表示，虽然将显示器600限于16×12象素，但是应该理解，图7A类型的监视器可以具有任意数量的垂直与水平象素元，使显示器的水平与垂直象素元之比为例如640×480、800×600、1024×768和1280×1024，以及导致正方形显示的比率。
显示器600的每个象素元包括3个子组元，即红色象素子组元602、绿色象素子组元604和蓝色象素子组元606。在图7A实施例中，每个象素子组元602、604、606的高度均等于或接近等于象素高度的1/3，宽度等于或接近等于象素的宽度。
在监视器600中，将RGB象素子组元编排成水平条，这同前述监视器200中应用的垂直条结构相反。监视器600可应用于特定的图形场合，根据应用要求，此时要求比水平更大的垂直分辨率。
图7B详细示出显示器600的左上角部分，水平RGB条图案清晰可见，字母R、G、B表示相应的色彩象素子组元。
图7C示出按本发明构成的另一显示装置700。图7C示出在LCD显示器等显示装置中应用的垂直RGB条，与水平象素元相比具有更多的垂直象素元。虽然图示为12×16显示，但是应理解，可用任意数量的象素列/行构制显示器700，包括造成正方形显示的列/行比率。
显示装置700完全适用要求对水平流动的文本作立式型显示的场合。图7C类型的显示装置可用作电子读物400的显示器402、404。至于图6的监视器，每个象素元包括3种象素子组元，即R、G、B象素子组元。
虽然显示器7A适用于特定的图形场合，但是在生成高质量字符方面，字符茎(字符较细长的垂直部分)的准确表示比衬线的表示重要得多。垂直条有不同的优点，当按本发明使用时，允许茎一次调节的宽度为象素的1/3。这样，将带垂直条结构的装置200或700等显示装置与本发明的显示方法一起使用，可提供比已知水平条结构(茎宽调节限于1个象素增量)更高质量的文本。
垂直条的另一优点是能在宽度上以小于象素尺度的增量(如1/3象素尺度增量)调节字符间距。字符间距是字迹清楚的一个重要文本特征，因此应用垂直条产生有改进的文本间距和更精细的茎重量。
图8示出包括在图5计算机系统存储器里的各种单元，如例行程序，用于在本发明的计算机系统的显示器上提供文本图象。
如图所示，应用例行程序536(可以是例如文字处理器应用)包括一文本输出子组元801。文本输出子组元801负责将箭头813表示的文本信息输出给操作系统535，以在显示装置547上呈现出来。文本信息包括例如识别要描绘的字符的信息、在描述期间要用的字体和要描绘的字符的字号大小。
操作系统535包括各种在显示装置547上控制文本显示的元件，包括显示信息815、显示适配器814和图形显示接口802。显示信息815包括例如在描绘期间要应用的缩放信息和/或前景/背景色彩信息。显示适配器从图形显示接口802接收位映射图象，并产生供给视频适配器548的由显示器547作光学呈现的视频信号。箭头815表示位映射图象从图形显示接口802传到显示适配器814。
图形显示接口802包括处理图形与文本的例行程序。单元804是用于处理文本的类型光栅化程序。类型光栅化程序负责处理从应用536获得的文本信息，并从中产生位映射表示。类型光栅化程序804包括字符数据806和描绘和光栅化例行程序807。
字符数据806可包括例如矢量图形、直线、点和曲线，对一组或多组字符提供高分辨率的数字表示。
如图3所示，众所周知，处理文本字符302可产生其高分辨率的数字表示，如数据806，它可以存入存储器供文本生成时使用。因此，这里不再讨论数据806的生成304与存贮306。
呈现与光栅化例行程序807包括缩放例行程序808、提示例行程序810、扫描切换例行程序812和色彩补偿例行程序813。当执行缩放、提示和扫描切换操作提供文本图象时，本发明的例行程序与已知例行程序的差异在于，它们把屏幕的RGB象素子组元当作独立的光强实体来应用，可用来表示要描绘的图象的不同部分。色彩补偿例行程序813负责对扫描切换例行程序812造成位映射图象作色彩补偿调节，以便补偿不希望有的彩色干涉效应，而这种效应可能是将象素三种颜色子组元都当作光强单元对待而造成的。下面详细说明本发明各例行程序808、810、812和813的操作。
图9A示出的描绘与光栅化例行程序807，用于对本发明的显示器提供文本。如图所示，程序807在步骤902开始，其中例如在操作系统575控制下，根据从应用536接收的文本信息执行该程序。在步骤904，有文本提供与光栅化程序807接收输入，输入包括从应用536获得的文本、字体和字号大小信息905。此外，输入还包括由操作系统例如从存储在存储器里的监视器设定得到的缩放信息和/或前景/背景彩色信息及象素尺度信息815。输入还包括数据806，它包括例如以线、点和/或曲线的形式高分辨率表示要显示的文本字符。
在步骤904收到输入后，操作进行到步骤910，其中用缩放例行程序808作缩放操作。根据本发明，非方形缩放按照包括在每个象素元中的象素子组元的方向和/或数量的函数而执行。具体而言，高分辨率字符数据806(如用线和点表示由接收的文本与字体信息限定的要显示的字符)以在垂直于条的方向比条方向更大的比率缩放，使后续的图象处理操作可利用更高的分辨率，而更高的分辨度按本发明将各个象素子组元用作独立的光强源实现的。
因此，当把图7A所示类型的显示器用作在其上待显示数据的装置时，就以比水平方向进行的更大比率在垂直方向进行缩放。在使用带垂直条的屏(如图2和7C所示的屏)时，则以比垂直方向进行的更大比率在水平方向进行缩放。
垂直与水平图象方向之间的缩放差异的变化依赖于所用的显示器和后续的扫描切换与待执行的提示处理。在给定的实施例中，用包括在步骤904得到的缩放信息的显示信息，在步骤910确定待执行的缩放。
在本发明各种实施例中，在垂直于条的方向作缩放，比率与形成每个象素的象素子组元数量无关。例如，在用RGB象素子组元形成每个象素的一个实施例中，沿垂直于条的方向作缩放的比率是沿条方向作缩放的比率的20倍。在大多数场合中，字符或图象是(但不一定是)沿垂直于条的方向缩放的，其比率能按其光强贡献的成比例地进一步划分红绿蓝条。
图10A示出对高分辨率表示的字母i1002作的缩放操作，1002是该字母在图2A所示的带水平条的监视器上的预期显示。注意，在该例中，沿水平(x)方向的缩放比率为x1，而沿垂直(y)方向的缩放比率为x3，导致缩放的字符1004比原来的字符1002高了3倍，但宽一样。
图10B示出对高分辨率表示的字母i1002作的缩放操作，1002是该字母在图2和7C所示的带垂直条监视器上的预期显示。注意，在该例中，沿水平(x)方向的缩放比率为x3，而沿垂直(y)方向的缩放比率为x1，导致缩放的字符1008与原来的字符1002正好一样高，但宽为三倍。
其它缩放量也可以，例如，作为后续扫描切换操作的一部分，在对象素子组元确定光强值时要结合的加权扫描切换操作的场合中，缩放按照所用的RGB条与加权的函数而执行。在一个示例性实施例中，沿垂直于RGB条的缩放比率等于扫描切换操作期间使用的整数加权之和。在一个特定实施例中，这导致沿垂直于条方向的缩放比率为10x，而沿平行于条方向的缩放比率为1x。
重新参照图9，在步骤910一旦完成缩放操作后，操作进行到步骤912，对缩放的图象作提示(hinting)，例如通过执行提示例行程序810。术语网格拟合有时用来描述提示过程。
提示操作示图11A与11B。图11A示出对打算显示在水平条监视器上的缩放字符1004的提示，图11B示出对打算显示在垂直条监视器上的缩放字符1008的提示。
提示涉及在网格1102、1104内对缩放字符(如1004、1008)作对准，被用作后续扫描切换操作的一部分。提示还涉及使用图象轮廓线的畸变，让图象更好地符合网格的形状。网格作为显示装置象素元物理尺度的函数而确定。
与在提示期间未考虑象素子组元边界的原有技术不同，本发明将象素子组元边界当作字符可以而且应该沿其对准的边界，或当作应该对其调整字符轮廓线的边界。
按照本发明实现的提示作为像素子成分边界可以用来减少颜色失真，如颜色膺像，由于将每一个不同彩色像素子成分当作是独立的照明亮度源。除了受控制的亮度，每一像素子成分具有色调和饱和度，它们通常是由安装在彩色显示器内的滤色镜确定的常数。当子像素的亮度改变时，像素的总体颜色也是变化的。对于通过将像素分量当作是独立的照明源引入的那些颜色变化，吸引人眼的注意力，它们就变成了与显示器的颜色不同的膺像，而显示器用来精确地再产生人眼的图像。人们希望避免会分散注意力的膺像，或使之最小。调整边缘的位置如作为提示过程的一部分，在减小或消除颜色膺像时可以具有明显的效果。对于经常使用的一个个图像如字符，边缘布置信息可以由熟练的字模制作人员来决定，并存储在存储器内作为用于生成字符的字体信息。在提示操作期间，这种特定的字符布置信息用来确定提示过程期间合适的字符布置。不存储的特定布置信息的图像可以与各种像素和像素分量边界按照所存储的通常为可应用的提示规则而对齐。
本发明的提示过程涉及以某种方式使字符的缩放表示在网格内(如沿着或位于象素与象素子组元边界)对准，以利用有效的象素子组元优化字符的准确显示。在许多场合中，这涉及到用左边的象素或象素子组元边界对准字符茎的左边沿，并沿着象素成分或子组元边界对准字符基底的底部。
实验结果表明，在垂直条情况下，这样对准茎使得字符茎具有蓝或绿色左边沿的字符通常会比这样对准茎使其具有红色左边沿的字符更清晰。因此，在至少有些实施例中，在待显示在垂直条屏上的字符的提示期间，作为提示过程的一部分，茎的绿色左边沿要优于红色左边沿。
在水平条情况下，这样对准使得字符基底具有红或蓝色底边的字符通常比使字符基底对准绿色底边的字符更清楚。因此在待显示在水平条屏上的字符的提示期间，在至少有些实施例中，作为提示过程的一部分，红或蓝色底边要优于绿色底边。
图11A示出提示操作用于缩放图象1104。作为提示过程的一部分，将缩放的图象1104放在网格1102上，调整其位置与轮廓线以更好地符合网格形状，并得到期望的字符间距。图11A与11B中的字母“G.P.”指示网格放置步骤，术语提示用来指示提示过程的轮廓线调整与字符间距部分。
注意，在对显示在水平条屏上的图象1004作提示的图11A中，缩放的图象1004沿R/G象素子组元边界定位，字符1004的基底有红色底边。此外，调整图象的轮廓线，使图象的矩形部分靠近象素子组元边界，导致提示的图象1014。字符图象与左右两侧支承点(未示出)间的距离也作为象素子组元边界的函数予以调节，该距离用于确定字符在屏上的位置与间距。因此，在本发明的各种实施例中，将字符间距控制到某一对应于象素子组元宽度(如象素宽度的1/3)的距离。
在对显示垂直条屏上的图象1008作提示的图11B中，经缩放的图象1008沿R/G象素子组元边界定位，使被提示字符1018的茎的左边沿为绿色左边沿。还要调整的字符形状以及字符在网格上的位置。还要作字符的间距调整。
在步骤912一旦完成了提示过程，操作就进到步骤914，这里按照本发明(如执行扫描切换例行程序812)作扫描切换操作。
扫描切换涉及将代表字符的缩放几何形状切换成位映射图象。常规扫描切换操作将象素当作独立的单元，能够把相应部分的缩放图象映射到其中。因此在常规扫描切换操作中，用图象的相同部分确定一部分缩放图象被映射其中的象素元的每个RGB象素子组元要用的光强值。图2C是一已知扫描切换处理的示例，它涉及对要表示为位映射的图象进行采样，并根据采样值产生光强值。
根据本发明，把象素的RGB象素子组元当作独立的光强单元。因此，把每个象素子组元当作能够把缩放图象的单独部分映射到其中的单独光强组元。这样，本发明可将缩放图象的不同部分映射入不同的象素子组元，提供比已知扫描切换技术更高的分辨率。即在各种实施例中，可用缩放图象的不同部分独立地确定每个象素子组元要用的光强值。
图6示出按本发明一实施例实现的示例性扫描切换。本实施例中，用由网格620表示的图象的分别图象采样622、623、624产生红绿蓝光强值，与生成的位映射图象630的对应部分632、633、634有关。在图6例中，红和蓝图象采样与绿采样在距离上分别移动了象素宽度的-1/3，和+1/3，从而避免了图2C所示已知采样/图象表示法碰到的位移问题。
在图中所示的示例中，用白色指示在扫描切换操作产生的位象中“接通”的象素子组元。不是白色的象素子组元被“切断”。
在黑色文本中，“通”表示与该象素子组元有关的光强值被控制，使该象素子组元不输出光。假定一种白背景象素，则把不“通”子组元指定为使它们输出其全光输出的光强值。
在使用前景与背景彩色时，“通”表示对某一象素子组元指定某一值，若用全部三种象素子组元产生前景颜色，该值就产生规定的前景颜色。如用全部三种象素子组元产生背景彩色，则对不“通”的象素子组元指定产生规定背景彩色的值。
确定某个象素子组元在缩放时是否接“通”的第一种技术，是确定被映射到该象素子组元的缩放图象块(segment)(用一部分缩放网格表示)的中心是否在待显示的图象的缩放表示以内。如在图12A中，当网格块1020的中心在图象1004里面时，就接通象素子组元C1，R5。另一种技术是确定被映射到该象素子组元的缩放图象块的50％或以上是否被要显示的图象占据。若被占据，就接通该象素子组元。例如，当用网格块1202表示的缩放图象块至少被图象1004占据50％时，就接通相应的象素子组元C1，R5。在下面讨论的图12A、12B、13和14诸例中，采用了确定何时接通某个象素子组元的第一种技术。
图12A示出对显示在水平条显示装置上的提示图象1004作的扫描切换操作。该扫描切换操作导致位映射图象1202。注意位映射图象列C1-C4的每个象素子组元是如何根据缩放提示图象1004相应列的某一不同块确定的，并且注意位映射图象1204是如何包括沿绿/蓝象素边界对准的2/3象素高度的基底和2/3象素高度的一个点。已知的文本成象技术会导致很不准确的图象，即基底为象素全高度，点尺度为整个象素尺度。
图12B示出对显示在垂直条显示装置上的提示图象1008作的扫描切换操作。该扫描操作导致位映射图象1203。注意位映射图象列C1-C4的每个象素子组元是如何根据缩放提示图象1008相应列的某一不同块确定的，并且注意位映射图象1208是如何包括左边沿沿红/绿象素边界对准的2/3象素宽度茎，还要注意使用了2/3象素宽度的一个点，已知的文本成象技术会导致很不准确的图象，即茎为象素全宽，点为整个象素尺度。
图13更详细示出了对图12A所示的缩放图象1004的第一列作的扫描切换处理。在图示扫描切换处理中，用缩放图象1004的一块控制与每个象素子组元有关的光强值，导致每个象素子组元被缩放图象1004的同尺度部分所控制。
在扫描切换操作中可作加权。加权时，可用缩放图象的不同尺度区域确定某一特定象素子组元是否接通或切断，或处于其间的某一值(如灰度缩放)。以这种方式加权(weighting)的应用代表防混迭滤色操作，它是沿垂直于RGB条纹的方向来进行的。
如上所述，人的肉眼以不同的比率感受来自不同色光源的光强。对于感受的白色象素的亮度，贡献率为绿色约60％，红色约30％，蓝色约10％；白色象素的亮度是将红绿蓝象素子组元置成其最大光强输出而造成的。
根据本发明的一个实施例，扫描切换时应用了加权，从而用映射到某一象素的60％缩放图象区域确定绿色象素子组元的光强，用映射到同一象素的分别的30％缩放图象区域确定红色象素子组元的光强，并用映射到同一象素的分别的10％缩放图象区域确定蓝色象素子组元的光强。
在本发明一特定实施例中，在缩放操作中，图象缩放沿垂直于条的方向的比率是沿条方向的比率的10倍，这有助于加权的扫描切换操作提示后，在扫描切换期间运用如上述类型的加权扫描切换操作处理缩放的图象。
图14示出对图象1002缩放提示型式的第一列1400所作的加权扫描切换操作，该图象已作了垂直方向10倍、水平方向1倍的缩放。图14中，提示图象对应于单个象素的这部分包括10个块。按上述的加权缩放技术，用前三个块或缩放图象的每个象素区域确定对应于位映射图象1402中一象素的红色象素子组元的光强值。缩放图象1400各象素区的后面六个块用来确定对应于位映射图象1402中同一象素的绿色象素子组元的光强值，这样让缩放图象1400各象素区的最后一个块用来确定蓝色象素子组元的光强值。
如图14所示，这种处理导致蓝和红色象素子组元在位映射图象1402的列1行4中被接通，红色像素子组元在列1行5中被接通，而列1的其余象素子组元被切断。
通常，本发明的扫描切换处理以象素子组元的接通或切断来描述。
本发明的各种实施例，尤其适用于图形图象，都涉及到使用灰度技术。在这类实施例中，如上述的实施例，扫描切换操作涉及独立地将缩放提示的图象部分映射到对应的象素子组元而形成位映射图象。然而在灰度实施例中，指定给某一象素子组元的光强值是作为被映射到该象素子组元(被待显示的缩放图象占据)的缩放图象面积部分的函数确定的。例如，如果某一象素子组元可被指定一个光强值在0与255之间，0为有效地切断，255为全光强，则被要显示的图象占据50％的缩放图象块(网格块)会导致由于把缩放图象块映射到相应象素子组元的结果造成的象素子组元被分配128强度值。根据本发明，同一象素的邻近象素子组元具有其光强值，该值作为另一部分(如缩放图象块)的函数而独立地确定。
在图9A的步骤914中，一旦产生了待显示的文本的位映射表示，就可将它输出给显示适配器或进一步处理，以便作彩色处理操作和/或色彩调整，提高图象质量。
虽然人的肉眼对亮度边沿比对图象色彩(色度)边沿敏感得多，但是为了图象描绘，把RGB象素子组元当作独立的光强单元会导致不希望有的色干涉效应。例如，如果从RGB组中除去红色，会导致青色(绿蓝相加)的色干涉条纹效应。
如上文中所讨论的那样，彩色膺像可以是由将像素不同颜色的像素子成分看作是独立的照明亮度源而造成。在提示以后，可以保留这些膺色中的某些。事实上，改进了图像一个边沿的提示会使同一图像如字符中的另一个边沿的颜色变差。
人们希望能够检测将人眼的注意力分散(例吸引到某种不想要的程度)的膺色，并将其抑制到它们不再分散人们注意力的程度。由于对于颜色的灵敏度随人的不同而大不相同，所以会分散某人的注意力的膺色并不会分散另一人的注意力。因此，从实践的观点来看，要求人们集中抑制或消除会分散大多数人的注意力的膺色。本发明不同发明人的经验研究已经指出，引起人们注意的膺色是1)亮膺色，并且2)色调大体与前景颜色、背景颜色和会由将二者混合而产生的颜色不相同。
正如上文中所讨论的那样，调整分散像素的像素子成分的亮度可以包括(1)从亮像素子成分中减去一定的光强，以及/或者(2)在要在(1)中减去的量中加上某一光强，从而调整不同颜色的像素子成分，如同一像素的相邻像素子成分。按照本发明的补色技术执行步骤(1)和/或(2)减少了膺色，因此也减小了色注意分散。然而，这样一种彩色处理方法的副作用是会使所要的图像边沿变差。但是，在大多数情况下，人们发现，可以将膺色减小到它们不再会分散人们的注意力，但与不把像素子成分看作是独立光强源的已知方法相比，仍能具备改进的图像质量。
图9A所示的实施例中，步骤914中产生的位图被提供到彩色处理/调整步骤915。该步骤中，进行图像处理，从而减小和/或消除由于将像素子成分看作是独立的光源而导致的分散人的注意力的膺色。可以采用各种技术来识别、减小和/或消除分散人的注意力的膺色。
在一种特定的实施例中，检查图像的各个部分，以确定位图已偏离所要求的前景颜色有多远。如果位图中的某些部分偏离所要求的前景颜色超过了预先选择的一定量时，则调整像素子成分的强度值，直到图像部分落在前景颜色和背景颜色之间平均值的一个可接受的范围内为止。
在一种特定的实施例中，采用的是垂直条纹，检查图像边沿的红色干涉效应。这使得像素元中的红光强要比同一像素元中绿色光强值大得多。这样一种条件对字符的垂直躯干产生明显的红色干涉效应。在本典型实施例中，图像边沿像素是单独检查的。确定红/绿强度的差值，并将其与用以确定是否需要进行色彩调整的阈值比较。如果检查得到的红/绿确定差超过该阈值，那么就缩放红色和/或绿色值，以减小红色干涉效应。可以根据经验来确定合适的阈值和比例缩放值。
可以检测由于与绿、篮光强值比较而得到的低红色光强值所产生的青篮色干涉效应，并采用相似的阈值和光强缩放技术进行补偿，来补偿上述红色干涉效应。
图9B描绘的是在用于像素色彩处理子程序(如图9C的子程序970和图9D中的子程序990)的各种典型实施例中所使用的典型色彩补偿子程序813，用以执行步骤915中的彩色处理/调整操作。
按照需要，按照每一像素处理为基础，由子程序813进行彩色处理和调整。子程序813在步骤950开始，其中，子程序是由CPU521来执行的。从步骤950起，操作进行到步骤952，在该步骤，访问要使用的识别前景和背景颜色的信息，例如用于文字呈现(rendering)。这可以包含访问如存储器535中由操作系统所存储的彩色信息。
在下一个步骤953中，确定前景彩色像素和背景彩色像素的总体光强。在一种实施例中，对于前景和背景彩色像素来说，这包含将被加权因子.3相乘的红色亮度值、被加权因子.6相乘的绿色亮度值以及加权因子为.1相乘的蓝色亮度值相加如下像素的总体亮度值＝.3R＋.6G＋.1B这里，R、G和B是确定了总体亮度的相应像素的亮度值。至少在一种实施例中，像在下文中讨论的那样，由像素彩色处理子程序使用所确定的背景和前景彩色像素的总体亮度值。
在步骤954中，接收先前在步骤914中产生的位像，用于进行处理。位像951包含总共N个像素，即，像素1至像素N。
从步骤954起，操作进行到步骤956，其中，将CURRENT PIXEL(当前像素)设置成等于N个像素中的第一个。标记CURRENT PIXEL表示在某一给定时刻，处理的是图像951中N个像素中的哪一个。
操作从步骤956进行到步骤957，这时，调用像素彩色处理子程序，如图9C中的子程序970或图9D中的子程序。
下面参照图9C和9D详细讨论像素彩色处理子程序970，990。通常，所调用的像素彩色处理子程序负责判断是否应当调整CURRENT PIXEL的亮度值，以减小或消除膺色，并根据需要进行这种调整。如果像素彩色处理子程序判断CURRENTPIXEL的像素子成分的亮度值没有改变，通过从所调用的子程序返回，操作进行到步骤964，这时，CURRENT PIXEL子成分的亮度值不变。但是，如果所调用的子程序判断应当改变CURRENT PIXEL的像素子成分的一个或多个亮度值以减小或消除分散的颜色失真如膺色，那么CURRENT PIXEL的像素子成分的一个或多个亮度值就带着某一调整值而从子程序返回。
颜色补偿子程序的其余步骤用来确保所接收的位像中N个像素中的每一个都由像素彩色处理子程序970、990中的一个进行处理。
对于从对像素彩色处理子程序957的调用的每一次返回，操作进行到步骤964，在此判断是否在所接收的图像中还有更多的像素要进行处理。这可以通过判断CURRENT PIXEL是否是第N个像素来确定。如果在步骤964中判断有另外的像素要进行处理，则操作进行到步骤966，在此将CURRENT PIXEL设置成等于N个像素中的下一个。从步骤966起，操作再次进入步骤957，在此，像素彩色处理子程序再次被调用。
但是，在步骤964，判断是否所接收的图像的所有像素都被处理，操作进行到步骤967，这里，经处理的位图由颜色补偿子程序输出。经处理的位图包括亮度值，这些亮度值经修改，调用到像素彩色处理子程序。
由于经处理的位图的输出，颜色补偿子程序813的操作在步骤968处停止，等待子程序的重新开始，如处理另一个位图的图像951。
第一像素彩色处理子程序970在黑白图像如白色背景上的黑色文字的时候工作起来特别好。子程序970不采用前景和背景彩色图像的总体亮度值。因此，颜色补偿子程序的步骤953可以在采用像素彩色处理子程序957的时候省去或跳过。
白色是全部三种像素颜色成分如红色、绿色和蓝色的和。在白底黑字的实施例中亮膺色是那些通过将三种像素颜色成分中的任意两种输出的全光相加后得到的，例如，黄色是红色和绿色的和，绛红色是红色和蓝色的和，而青蓝色是绿色和蓝色的和。由于蓝色子像素只是红色潜在亮度的1/3，并且只是绿色像素子成分的1/6，因此，蓝色像素子成分在与鲜红色或绿色像素子成分交换亮度时几乎没有影响。为此，在典型的9C实施例中，忽略因各种亮度值而产生的潜在膺色。
子程序970中所进行的处理用来识别这样一些像素，这些像素容易混迭那些红色或绿色像素子成分中的一个是亮的而其他的却不是的那些像素。通过减小较亮的红色或绿色像素子成分的亮度值，并增加较暗的红色或绿色像素子成分的亮度值，在子程序970中实现膺色的抑制。
子程序970所执行的对CURRENT PIXEL的R、G和B的处理可以表述成伪码如下If|RCP－GCP|＞THRESHOLD THENSET RN＝RCP＋[(RCP－GCP)×RF]/10GN＝GCP＋[(RCP－GCP)×GF]/10这里，RCP＝CURRENT PIXEL的红色像素子成分的亮度值，它可以是在0到255的范围内的任何一个整数值；GCP＝CURRENT PIXEL的红色像素子成分的亮度值，它可以是在0到255的范围内的任何一个整数值；RCP＝CURRENT PIXEL的红色像素子成分的亮度值，它可以是在0到255的范围内的任何一个整数值；GN＝CURRENT PIXEL的绿色像素子成分的亮度值，它可以是在0到255的范围内的任何一个整数值；RF是红色因子，如4；GF是绿色因子，如6；而THRESHOLD是一个由经验确定的阈值，如50。
下面参见图9C，从图中可以看到，像素彩色处理子程序970从步骤972处开始，其中，调用该程序，调用CURRENT PIXEL的红色和绿色亮度值，而这些亮度值分别可以是0至255范围中的任何一个整数。接着，在步骤974，将RCP的值设置成等于正被处理的像素的红色像素子成分亮度值，并且将GCP设置成等于正被处理的绿色像素子成分的亮度值。随后，在步骤976中，判断|RCP－GCP|是否大于所确定的阈值，THRESHOLD用来判断是否存在分散注意力的膺色。
如果在步骤976中没有超过阈值，表示分散注意力的膺色可能不存在，那么处理过程就通过RETRUN步骤984，返回到调用子程序970的地方，而不改变CURRENTPIXEL的亮度。
但是，如果判断|RCP－GCP|的值超过THRESHOLD的值，这表示可能有分散注意力的膺色，则操作进行从步骤976进行到步骤978。在步骤978中，按照原始的红色和绿色的强度值的函数产生新的红色像素子成分亮度值RN。特别是，将RN设置成等于RCP＋[(RCP－GCP)*RF/10]。除以10是为了避免采用RF的浮点数值，而使用RF浮点数要使用浮点算法。
接着，在步骤980中，按照原始红色和绿色亮度值的函数，产生新的绿色像素子成分亮度值GN。特别是，将GN设置成等于GCP＋[(RCP－GCP)*RF/10]。与产生RN的值一样，除以10是为了避免采用RF的浮点数，而使用使用浮点数是需要进行浮点计算的。
但是，步骤978和980是串行给出的，应当理解，它们也可以是并行给出的。在产生了新的RN和GN值以后，用新产生的值来替换当前像素相应的红色和绿色的亮度值。这出现在步骤982中。由于CURRENT PIXEL的红色和绿色亮度值在步骤982中被更新，就完成了针对当前像素的彩色校正处理，并且通过返回步骤984，处理过程返回到调用子程序970的地方。
下面参照图9D描述第二种典型像素彩色处理子程序990的操作。子程序990适合于处理要用任意的例如是用户选择的前景和背景颜色的图像。
对于任意的前景和背景颜色，对因将单独的像素子成分看作是独立的光源而得到的膺色的抑制要比上述讨论的黑白色的抑制更困难。实验得到，前景或背景颜色越是饱和，则越不容易分散对膺色的注意力。
这是因为，饱和实际上是通过抑制补色成分的亮度来实现的。补色成分的有限亮度不仅避免了产生明亮的分散注意力的膺色，而且使经抑制的像素子成分不适合于产生在经抑制的像素子成分侧具有高亮度的边沿。其净结果是对于高度饱和的颜色，含有像素的许多可能的边沿没有因按照将像素子成分看作是独立的光源而使分辨率得到改进。上述方法中会出现问题的一例前景/背景的颜色组合是在蓝色背景上的红色文字。
在将红色像素子成分放在左边而将蓝色像素子成分放在右边的显示的时候，所涉及的像素从而显示蓝色在左边而红色在右边的边沿会完全是黑的。这样的显示不会有膺色，但会改进图像的分辨率。事实上，一行这样的像素会产生黑线出现，这是本发明的子像素强度控制技术的膺像。从图像质量的观点看，要求辨别和消除(例如采用传统的完全像素切换(rendering)技术，例如针对会产生这样的膺像的像素进行灰度缩放)这些膺像。
彩色处理子程序990包括辨别产生上述类型的膺色的像素的步骤，这将得益于在整个像素的水平上应用灰度缩放，而这与每一像素子成分独立亮度值的产生相反。这还包括应用灰度缩放的步骤以确定这些像素的亮度值。在一种实施例中，无论正被处理的像素的全部光强是否小于前景颜色和背景颜色二者的全部光强，都进行灰度缩放转换。
除了确定何时灰度缩放会加强像素的外观以外，彩色处理子程序990用来辨别分散注意力的膺色，并进行处理，以减小或消除这些膺色。如果判断整个亮度值小于前景和背景彩色像素的亮度值，那么灰度缩放将可能提供比本发明的像素子成分方法所确定的更好的亮度值。在这样一种情况下，操作从步骤992进行到步骤997，这时进行像素灰度缩放操作。灰度缩放操作包含两个步骤997A和997B。在步骤997A，确定包括缩放经提示的图像的当前像素的部分(P)。在步骤997B，通过将小数值P乘以前景颜色的相应的R、G和B亮度值，来确定当前像素的新的红色、绿色和蓝色的亮度值。一旦在步骤997中产生了CURRENT PIXEL的更新亮度值，则处理过程通过RETRUN步骤984回到子程序970被调用的地方。
如果在步骤992中判断灰度缩放不会提高CURRENT PIXEL的质量，则操作进行到步骤993。在步骤993，判断CURRENT PIXEL的颜色是否与前景颜色和背景颜色的不同。这一判断是通过将CURRENT PIXEL的R、G和B亮度值与前景彩色像素和背景彩色像素的亮度值进行比较来进行的。如果在步骤993中判断当前像素的颜色与前景彩色像素和比较彩色像素中的一个是一致的，那么就不会有膺色出现，并且处理过程通过RETURN步骤984回到被调用子程序970的地方，而CURRENTPIXEL亮度值保持不变。
然而在步骤993中，如果判断当前像素的颜色与前景颜色和比较颜色是不同的，那么操作过程进行到步骤994。在步骤994中，判断CURRENT PIXEL的颜色是否是在与前景/背景颜色的混合所相应的颜色的预先选择的而且是可以接受的范围内。如果当前像素的颜色是在预先选择的范围内，那么处理过程通过RETURN步骤984，回到调用子程序970的地方，而CURRENT PIXEL的亮度保持不变。
然而，如果在步骤994中判断CURRENT PIXEL的颜色在可以接受的颜色预先选择的范围以外，这表示存在分散注意力的膺色，那么操作就进行到步骤995，这时，将CURRENT PIXEL的颜色调整到可接受的颜色的范围。
这可以包含例如通过从现有的值中加上或减去来修改与CURRENT PIXEL相关的一个或多个R、G和B亮度值，从而使各个值更接近预先选择范围内可接受的颜色中所找到的那些值。所以，在步骤995结束时，CURRENT PIXEL更接近或落在相应于前景和背景颜色混合的预先选择的颜色范围内。一旦CURRENT PIXEL的亮度值在步骤995中被更新，则处理过程通过RETURN步骤984，回到被调用的子程序970的地方。在上述方法中，代表位映射图像的像素的亮度值可以在逐个像素的基础上经处理和调整，以减小或消除因把不同颜色的像素子成分看作是独立的光源而引入到图像中的颜色失真。
图15示出叠加在某一网格上的要呈现的字母n的高分辨率表示，该网格代表有水平条的12×12象素阵列。
图16示出如何应用常规显示技术对图15的字母n的呈现，示出的全尺度象元各包括三种象素子组元。注意全象素尺度的限制是如何在该字母脊部导致形状的突变，从而导致混迭和较平坦的顶部。
图17示出如何能够按本发明用2/3象素高度基底来改进字母n的呈现。该基底是用2种象素子组元而不是用全部三种象素子组元在行10、列1-4和8-10中形成的。还要注意如何改进了字母的脊部，改进的方法是脊部的宽度为整个象素高度，但是每个水平全高度象元沿垂直方向交错1/3象素高度排列，形成比图16所示更准确更平滑的脊部。
图18示出如何按本发明将字母n的脊部在厚度上从一个象素厚度减至2/3象素厚度。
图19示出如何按本发明将字母n的基底减至象素1/3的最小厚度，还示出如何将字母n的脊部减至象素1/3的厚度。
图20示出如何按本发明表示字母n，其基底与脊部具有象素1/3的厚度。
虽然本发明描述的大部分内容是呈现文本，但是应当理解，本发明同样适用于图形而减小混迭并提高能用常规彩色LCD显示器等条形显示器实现的有效分辨率。此外，应当理解，本发明的许多技术可用来处理位映射的图象(如扫描的图象)而供显示。
此外，应当理解，本发明的方法与设备能应用于灰度监视器，这类监视器不用性质不同的RGB象素子组元，而是用同一种颜色的多个非方形象素子组元，与使用方形象元的显示器相比，可在一个尺度上使有效分辨率倍增。
图21A描绘的是已知的背光颜色“CD2100”。LCD显示器2100设计为一系列的层叠元件。正如所描述的那样，在显示器的背面，是光源2102，它提供光，如白光，至第一偏振滤色镜2104上，图中用三个箭头表示。第一玻璃衬底层2106将第一偏振滤色镜2104与第一层的透明电极分开。液晶材料层2110夹在第一层透明电极2108和第二层2108’之间，而第二层包括沿垂直于第一层中电极方向工作的电极。滤色镜2112包括红(R)、绿(G)和篮(B)滤色镜部分，这些部分沿显示器2100的垂直长度方向上工作，处在第二组透明电极2108’前面的位置上。第二玻璃衬底2106将位于显示器2100前方的滤色镜2112和第二偏振滤色镜2104’分开。
进入第一偏振滤色镜2104的光在通过电极层2108、2108’、液晶材料2110、滤色镜2112和第二偏振滤色镜2104’以后离开显示器2100。滤色镜2112确定显示器2100任一特定的部分输出的光的颜色。通过调整电极2108、2108’上的电压，可以控制通过显示器2100任一部分输出的光强。
图21B描绘的是从正面看时已知的屏幕21A是什么样子。注意，滤色镜2112的R、G和B部分是如何形成显示器2100上的垂直彩色条纹的。还要注意的是如何来控制透明电极，以形成多个可以分开控制的用标记R、G、B表示的矩形框所代表的屏幕部分。对于图2A和2B中所描述的已知屏幕，图像中的每一个像素包含一个R、G和B显示元，形成正方形的像素。
图22A-24B描绘的是按照本发明的各种实施例构成的显示器。图22A-24B中所描绘的显示器中包括的元件与已知的显示器2100中的元件相同或相似，是用与图21A中相同的标号来标示的。为简洁起见，这些元件将不再描述。
图22A描绘的是按照本发明的一种实施例构成的灰度级LCD2200。显示器2200包含背光2102、第一和第二偏振滤色镜2104、2104’、第一和第二玻璃衬底2106、2106’以及排列形成图22A中所示的层叠结构的第一和第二透明电极层2108和2108’。注意，显示器2200中没有了已知显示器2100中所具有的滤色镜2112。因为省去了滤色镜2112，所以每一可以分开控制的显示器部分输出的光通常是与背光2102的颜色是相同的，例如，会是白光。每一显示器部分的强度可以从完全强度变化到完全关闭，而这是通过改变电极2108和2108’上施加的电压来实现的。
图22B描绘的是当前面看时显示器2200会是什么样子。注意，显示器2200包含多个可分开控制的光源，其形式是矩形的显示元，包括如显示元2210、2211、2212，它们的颜色相同。每一个显示元2210、2210、2213包含夹层部分2102、2104、2106、2108、2110，它们对应于各个显示元2210、2211、2213的面积。在本发明的各个实施例中，构成的显示元使得其一个方向的尺度如纵向尺度是另一个方向如水平尺度的整数倍。
本发明的各种特征采用具有相同颜色的相邻显示元，所形成的显示元在第一方向如水平方向上的分辨率是另一与第一方向垂直的方向如纵向上的分辨率的倍数。在典型的图22B所示的实施例中，每一显示元2210、2211、2212的高度是其宽度的3倍。这使得水平方向上的分辨率是纵向分辨率的3倍。但是，也可以实现具有其他的高度一宽度比的非正方形的显示元。事实上，也可以构成纵向分辨率大于水平分辨率的显示器。另外，本发明的显示器可以包括任何数量的行和/或列的显示元。每一显示元2210、2211、2212代表可以分开控制的光源。
显示器2200与显示器2100的结构相似，但实现起来更容易，这是因为显示器2200没有安装在显示器2100中的滤色镜2112。尽管构成起来比已知的屏幕2100更简单，但灰度级显示器2200与采用传统的屏幕2100相比，可以在一个方向上以更高的分辨率进行文字和其他图像的显示，在传统屏幕2100的时候，当把像素子成分看作是独立的光源时，会出现颜色失真。
因为显示器2200是单色，所以它特别适合于用作灰度级监视器。这样一种监视器很适合于按照本发明用来显示如文字。
由于每一可控制的显示元2210、2211、2200的颜色相同，所以，可以把它们当作是单独的像素。另外，可以将多个非正方形的显示元组合起来，形成正方形的像素。例如，显示元2210、2211和2213可以组合起来，代表一个正方形的像素。这时，比例缩放、网格拟合和扫描转换操作作为图像如文字呈现(rendering)操作的一部分与上述关于本发明彩色实施例所描述的方法是相同或相似的，例如，像素每一显示元可以被看作是独立的光源。
但是，在图22A实施例中，所有的显示元即像素子成分的颜色是相同的。因此，无需使用具有不同像素子成分的不同的加权倍数，这是因为像素子成分将均匀地对被显示图像的总体观测到的亮度做出贡献。
另外，设计用来使字符边沿与特定的颜色边界对齐的提示和网格拟合操作是无需进行的，这是因为子像素成分颜色边界在图22A实施例中是不存在的。
另外，由于未采用不同颜色(例如RGB)的像素子成分，所以，颜色补偿步骤915是不需要的。
图23A描绘的是按照本发明另一个实施例构成的显示器2300。在图23A中，显示器的第一部分如顶部，用作灰度级显示器，而显示器的第二部分如底部用作彩色显示器。
显示器2300包含背光2102、第一和第二偏振滤色镜2104、2104’、第一和第二玻璃衬底2106、2106’、第一和第二透明电极层2108、2108’、滤色镜2112和透明隔层2312，它们排列起来形成如图23A所示的层叠结构。滤色镜2112的位置使得它滤去通过屏幕2300下面部分的光，而透明的隔层2312位于顶部，如显示器2300的灰度级部分。隔层2312使得任何颜色的光能够通过，例如，当由背光2102产生这样的光时，它们使白光通过。透明的隔层2312与滤色镜2112具有相同的厚度。所以，隔层2312用来在显示器部分中保持均匀的显示厚度，而在该显示器中滤色镜被省去了。滤色镜2112和透明的隔层2312的组合可以被描述成是一个滤色镜，它带有多个滤色镜元件，每一元件对应于一个独立的显示元2302、2304、2306或2308，并且每一元件是透明的或带色的。因此，每一显示元2302、2304、2306、2308包含夹层2102、2104、2106、2108、2110以及包含元件2112和2312的滤光镜，它们对应于单独的显示元区域。
滤色镜2112包含重复的R、G和B条纹2321、2322、2323，这些条纹沿纵向。滤色镜2112仅包括在显示器的下方。因此，显示器2300的底部将支持彩色输出。然而，显示器2300的顶部仅支持单种颜色或灰度级输出，这是因为在显示器2300的顶部未采用不同颜色的滤色镜条纹。显示器2300每一部分的光强度随施加到电极2108和2108’上电压的不同而从完全强度变化到完全关闭。
图23B描绘的是从正面看时显示器2300是什么样子。注意，显示器2300包含多个可分开控制的光源，每一光源在图23B中呈单独的矩形。标号2302用来表示白色的显示元，如光源，而标号2304、2306和2308分别用来表示红色、绿色和蓝色的显示元。注意，在图23B中，绘出了白色显示元2302的一行和彩色显示元2304、23062308的两行2303/2305。但是，也可以是白色(灰度级)和彩色显示元的组合。另外，也可以是任何数量的行和/或列的显示元。
然而在图23B中，描绘了具有相同颜色的灰度级像素元的一个行2301，多行和/或列这样的像素元将通常包括在显示中，并组合在一起的，例如，用来支持文字的显示。
显示器2300很适合于用在将一部分的显示屏幕用于文字部分的显示，而另一部分用作如彩色图。例如，具有在顶部或底部的灰度级部分的本发明的显示器可以用来显示字幕信息，这时采用显示器的灰度级部分，而彩色部分可以用作显示彩色图像。这样的显示器与具有相同尺度的显示元的RGB显示器相比的优点是提供了更高的分辨率和/或更容易进行文字的读取，同时还可以进行彩色图像的显示。
正如上文中所讨论的那样，按照本发明构成的灰度级监视器与具有相同尺度的显示元的RGB条纹监视器相比，可以更容易地进行文字的读取。这是因为灰度级监视器不会产生由于把像素子成分看作是独立的光源而出现的颜色失真。许多显示器用作在某一时刻显示文字，而在另一时刻显示彩色图像。另外，单个显示器的不同部分通常用来同时显示文字和彩色图像。用来显示文字的显示器的特定部分可以因文字信息和/或随文字一起显示的图像的量的不同而不同。
为了在这种变化的应用场合下支持文字和彩色图像的灰度级显示，本发明的一种实施例是一种显示装置，它包括具有滤色镜元件的滤色镜，能够在彩色操作方式和透明操作方式之间进行切换。按照本发明这样一种典型实施例构成的显示器2400如图24A和24B所示。
显示器2400包含背光2102、第一和第二偏振滤色镜2104、2104’、第一和第二玻璃衬底2106、2106’、第一和第二透明电极层2108、2108’以及可切换的滤色镜2401，它们排列起来形成如图22A所示的层叠结构。注意，显示器2400与已知的显示器2100具有相似的结构，所不同的是滤色镜。已知的显示器采用了一种固定条纹的滤色镜，而本发明的显示器2400采用的是可切换的条纹的滤色镜2401。
滤色镜2401包含多个可切换的红色2406、绿色2404和蓝色2402滤色镜条纹。每一滤色镜条纹2406、2404、2402分别包括多个可以分开控制的滤色镜元件2406’、2404’和2402’。每一滤色镜元件对应于单独的显示元，当工作在彩色方式的时候，分别代表红、绿、篮像素子成分，而当工作在灰度级方式的时候，代表灰度级显示元如灰度级像素或像素子成分。可切换滤色镜2401的每一个元件中电极上所施加的电压可以是变化的，从而将元件从彩色的工作方式变成为是透明的工作方式。所以，条纹2406中各个滤色镜元件2406’可以是独立控制的，从而工作在红色的或者是透明的滤色镜元件下。另外，可以独立控制条纹2402中的各个滤色镜元件2402’，而工作在绿色或透明的滤色镜元件方式下。另外，条纹2402中的各个滤色镜元件2402’可以独立受到控制，而工作在蓝色的或透明滤色镜元件方式下。通过改变电极2108和2108’上施加的电压，以及/或者通过改变与显示元相应的每一滤色镜元件中所包括的电极上所施加的电压，可以将每一显示元的亮度从完全强度变化到完全关闭。
图24B描绘的是从正面看时，显示器2400是什么样子的。注意，显示器2400是如何包含以显示元如显示元2410、2411、2412的形式的多个可以分开控制的光源的，每一显示元可以分别在红色、绿色或蓝色工作方式之间变化，并工作在灰度级工作方式下。每一显示元2410、2412、2212包含夹层2102、2104、2106、2108、2401，它们对应于各个显示元2410、2411、2413的区域。
图中示出的显示元2410、2411、2412的高度比图24A和24B中的宽度要大。应当理解，也可以采用具有其他尺度的显示元，如，采用宽度大于高度的正方形显示元。另外，应当理解，尽管图24B中示出了3行、9列的显示元，但也可以用任何数量的行和/或列的显示元来构成显示器。也可以用可切换的红色、绿色和蓝色滤色镜条纹2406、2402、2402，用可切换的黄色滤色镜条纹或另一种单一颜色的条纹来代替这些可切换的滤色镜条纹。可以用能够在颜色如黄色与透明工作方式之间切换的条纹来使所显示的文字加亮。
当采用显示器2400时，在进行呈现(rendering)时候判断所显示的图像是否对应于另一种类型的图像。对于要用来显示文字的显示器2400的部分，将滤色镜元件设置成灰度级如透明的工作方式。对于要用作非文字图像显示的显示器2400的部分，通常可以将滤色镜元件设置成是彩色的工作方式。这种方法使得按照本发明来进行灰度级文字显示，并且仍能在显示装置2400的任何地方进行图像的彩色显示。
通过将一个或多个滤色镜方式控制信号如滤色镜方式控制命令发送到含有显示器2400的显示装置，可以实现对滤色镜操作方式的设定。滤色镜方式控制命令表示将工作在与例如命令中所标示的相关的滤色镜元件的方式下。采用呈现(rendering)和光栅扫描(rasterization)程序807作为文本呈现过程的一部分，或者采用视频适配器518来产生滤色镜方式控制命令。在一种RGB实施例中，缺省设置是使得可切换的滤色镜元件工作在彩色方式下，并要求命令改变成透明状态，例如，用于文本呈现。在黄色/透明实施例的时候，缺省方式是透明工作方式，其命令用来启动黄色滤色镜元件的工作方式。
包含显示器2400的显示装置包括控制逻辑，它响应于滤色镜方式控制命令。控制逻辑产生必要的电信号，根据所接收的命令，改变显示滤色镜元件的工作方式。
尽管在灰度级工作方式的时候，术语“透明”用来描述滤色镜元件2410、2411、2412的字符，但应当理解，它们可以略带一些颜色，这是因为产生也可以用作红色、绿色或蓝色滤色镜的完全透明的滤色镜是很难的。因此，在一些实施例中，滤色镜元件2410、2411和2412工作在灰度级显示方式的时候只大体是透明的。因此，至少在一种典型的实施例中，当工作在灰度级方式的时候，滤色镜元件2410可以通过红色、绿色和蓝色，而这在彩色工作方式的时候是不行的。
尽管上文中已经针对液晶显示装置以及针对液晶显示器描述了本发明的各种方法和装置，但也可以采用本发明的许多方法和装置来改进几种类型的输出和显示装置的图像质量。
例如，上述缩放、扫描转换和提示方法中包含了将不同颜色的像素子成分看作是独立的光源，这种方法也可以用于显示在阴极射线管(CRT)显示器上的图像。
打印机是另一种类型的输出装置，采用这种装置可以进行本发明的比例缩放、提示和扫描转换。本发明的方法和装置特别适合用于喷墨和其他类型的打印机，在这种类型的打印机中，图像部分是用固定介质如纸张上打印的偏移彩色取样来表示的。
尽管液晶(LDC)和其他类型的显示装置通常具有某些共同的特征，如，使用RGB像素子成分来表示像素，但特定的显示特征如滤色特征可以因制造商的不同而不同。显示器，例如监视器的特征也可以因同一制造商制造的监视器类型的不同而不同。
本发明一种类型的实施例考虑了将用于特定的显示装置的防混迭信息如加权因子信息存储到存储器中去的不同监视器之间的差异。本发明的光栅扫描和呈现程序在用于特定应用中的特定显示装置时采用了这种显示装置信息。因此，在本发明的各种实施例中，采用存储的滤色镜加权以及与各个显示装置如LCD屏幕的模型相关的γ值来实现防混迭和γ校正操作。
防混迭操作在上述各种实施例中是通过在扫描转换过程中使用不同的红、绿和篮加权在一个尺度上进行的。也可以考虑在第二尺度上采用这种防混迭技术，并且在各种典型的实施例中用来进一步增强图像的质量。
在这里所描述的本发明中，很明显，对于本领域中的技术人员来说对于所讨论的本发明的实施例还可以许许多多的其他的实施例和变异。应当理解，这些实施例并不会偏离本发明，而应当看作是落在本发明的范围内。
权利要求
1.一种显示装置，它包含N行乘以M列的相邻显示元，每一显示元是具有第一种颜色的、光强可分开控制的光源，并且所述显示元的第一尺度大于第二尺度，而所述第二尺度垂直于所述第一尺度，这里，N和M是大于1的正整数。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每一显示元的第一尺度至少是所述第二尺度的两倍长。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，每一显示元是一个液晶显示元。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一尺度是纵向尺度，而所述第二尺度是水平3尺度。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，每一显示元的纵向尺度至少是所述水平尺度的3倍长。
6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一尺度是水平尺度，而所述第二尺度是纵向尺度。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，每一显示元的水平3尺度的长度至少是纵向尺度长度的3倍。
8.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述颜色是白色；并且每一显示元的光强可以以最大光强的1/256为递增量，从完全开启变化到完全关闭。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，它还包含X行乘以Y列的显示元，所述显示元具有至少两种不同的颜色，这里，X和Y是正4整数。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示元的X行乘以Y列包括红、绿和篮显示元。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述红、绿和篮显示元是液晶3显示元。
12.一种显示装置，其特征在于，它包含包括多个相邻灰度级显示元的第一区域；以及包括多个红、绿、篮显示元的第二区域。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述第一区域包括多个相邻且具有第一种颜色的光强可变的灰度级显示元4；以及其中，第二区域包括红、绿、篮彩色显示元，所述显示元排列起来，分别形成红、绿、篮条纹。
14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述彩色显示元呈矩形，并且在第一方向上的长度大于第二方向上的长度，而所述第二方向与所述第一方向垂直。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述灰度级显示元呈矩形，并且在第一方向上的长度大于第二方向上的长度。
16.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述第一方向是纵向，而所述第二方向是水平方向。
17.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，一组灰度级显示元能够在灰度级和彩色方式操作之间切换，当工作在灰度级方式时，至少某些灰度级显示元输出第一种颜色的光，而当工作在彩色方式时，输出第二种颜色。
18.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述一组灰度级显示元中所包括的显示元包括能够在彩色和大体透明的方式之间切换。
19.如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述彩色显示元中的每一个包括一个彩色滤光镜。
20.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于，所述灰度级和彩色显示元是液晶显示元。
21.一种显示装置，其特征在于，它包含多个显示元，多个显示元中的每一个包括一个可切换的滤光镜，所述滤光镜能够在大体透明的工作方式和彩色滤光方式之间切换。
22.如权利要求21所述的显示装置，其特征在于，所述多个显示元是矩形显示元，并且所述显示元在第一方向上的长度大于在第二方向上的长度。
23.如权利要求22所述的显示装置，其特征在于，第一组所述显示元中所包括的可切换的滤光镜能够在大体透明的工作方式和红色滤光工作方式之间切换。
24.如权利要求23所述的显示装置，其特征在于，第一组显示元中所包括的显示元排列起来，形成条纹。
25.如权利要求24所述的显示装置，其特征在于，第二组显示元中所包括的可切换的滤光镜能够在大体透明的工作方式和绿色滤光方式之间切换。
26.如权利要求25所述的显示装置，其特征在于，所述第二组显示元中所包括的显示元排列起来形成条纹。
27.如权利要求26所述的显示装置，其特征在于，第三组显示元中所包括的可切换的滤光镜能够在大体透明的工作方式和蓝色滤光方式之间切换。
28.如权利要求27所述的显示装置，其特征在于，所述第三组显示元中所包括的显示元排列起来形成条纹。
29.一种制造显示装置的方法，其特征在于，它包含下述步骤排列成层叠结构，光源，可切换的滤光镜，它包含多个相邻的滤光镜元件，所述滤光镜元件包括能够在第一种颜色和透明工作方式之间切换的至少第一滤光镜元件，以及靠近能够在与第一种颜色不同的第二种颜色和透明工作方式之间切换的第一滤光镜元件的第二滤光镜，每一滤光镜元件包括最多两种可控制的滤光层；以及置于所述可切换的滤色镜前面的透明板，所述透明板能让所述经滤色的光透过。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤将一液晶层置于所述光源和可切换的滤色镜之间。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤将一第一组透明电极置于所述光源和液晶层之间；以及将一第二组透明电极置于所述液晶层和所述可切换的滤色镜之间。
32.一种显示方法，其特征在于，它包含下述步骤用一显示装置的第一灰度级部分显示灰度级文字；用所述显示装置的第一彩色部分显示彩色图像。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤在显示灰度级文字前，将所述显示装置的至少第二彩色部分从彩色工作方式切换成灰度级工作方式，从而产生所述显示装置的所述灰度级部分。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，切换所述显示装置的第二彩色部分的至少一部分的步骤包括将滤色镜元件从彩色工作方式切换到透明工作方式的步骤。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤用所述显示装置的第二灰度级部分显示灰度级文字，所述第二灰度级部分不与所述显示装置的第一灰度级部分邻接。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤在显示灰度级文字之前，将所述显示装置的第三彩色部分的至少一部分从彩色工作方式切换成灰度级工作方式，从而产生所述显示装置的第二灰度级部分。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，切换所述显示装置的第三彩色部分的至少一部分的步骤将滤色镜元件从彩色工作方式切换成透明工作方式。
38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，它还包含将附加的灰度级文字显示在所述显示装置的第三部分上，而所述显示装置的第三部分是不与所述显示装置的第一部分邻接的。
39.一种使用显示器的方法，所述显示器包括一个可切的滤色镜，所述滤色镜包括多个能够在彩色工作方式和灰度级工作方式之间进行切的滤色镜元件，其特征在于，所述方法包含下述步骤接收要显示的文字；将与所述显示装置的第一部分相应的滤色镜元件从彩色工作方式切换到灰度级工作方式；以及用所述显示装置的第一部分来显示所接收的文字。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤接收滤色镜元件方式控制命令；并且其中，按照所接收的滤色镜元件方式控制命令的函数，进行所述滤色镜元件的切换。
41.如权利要求39所述的方法，其特征在于，切换滤色镜元件的步骤包括将所述滤色镜元件从彩色工作方式切换到透明工作方式的步骤。
42.如权利要求39所述的方法，其特征在于，切换滤色镜元件的步骤包括使所述滤色镜元件从彩色工作方式切换到大体是透明的工作方式的步骤。
43.如权利要求39所述的方法，其特征在于，它还包含下述步骤接收要显示的彩色图像；将与所述显示装置的第一部分相应的所述滤色镜元件从所述灰度级工作方式切换到所述彩色工作方式。
44.一种显示方法，其特征在于，它包含下述步骤产生与显示装置的单元相应的多个亮度值，所述显示装置包括多个可切换的滤色镜元件，所述可切换的滤色镜元能够在第一彩色工作方式和第二大体为透明的工作方式之间切换；产生第一滤色镜元件方式控制命令，它包括使至少一个所述可切换的滤色镜元件进行工作的方式；以及将多个所述亮度值和滤色镜元件控制命令传送到所述显示装置。
45.如权利要求44所述的显示方法，其特征在于，它包含下述步骤操作所述显示装置，用以根据所述滤色镜元件方式控制命令，控制所述可切换滤色镜元件中至少一个的工作方式。
46.一种计算机可读介质，其特征在于，它包含计算机可执行指令，用来产生和输出与图像显示相关的显示信息，所述显示信息的产生和输出包括下述步骤产生与显示装置的元相应的多个亮度值，所述显示装置包括多个可切换的滤色镜元件，所述可切换的滤色镜元件能够在第一彩色工作方式和第二大体透明的工作方式之间切换；产生第一滤色镜元件方式控制命令，所述命令指示使至少一个所述可切换的滤色镜元件工作的方式；以及将所述多个亮度值和滤色镜元件方式控制命令发送到所述显示装置。
全文摘要
一种在灰度级和彩色监视器(2400)上显示图像的显示装置和方法。按照本发明构成灰度级显示器包括具有在第一尺度如水平尺度上的分辨率的显示器,在该尺度上的分辨率是第二尺度如纵向方向上的分辨率的几倍。本发明各种其他的显示器(2400)能够在灰度级和彩色显示装置上工作。在这样的一种系统中,用来构成显示器的彩色部分的滤色镜在同一显示器的另一灰度级部分中被省去了。在这样的一种实施例中,文本、字幕是用显示器的灰度级部分显示的,而彩色图像如图形是显示在显示器的彩色部分上的。在本发明的另一种显示器中,采用了一种可以在彩色和透明工作方式之间切换的滤色镜元件(2410、2411、2412)的滤色镜(2401)。当要将图像如文本显示为灰度级图像的时候,要用来显示灰度级图像的与显示器(2400)的部分相应的滤色镜元件(2410、2411、2412)被切换到透明工作方式。在这样一种实施例中,显示器(2400)的其余部分可以用来显示彩色图像。本发明还给出了减小和/或消除由于把像素子成分看作是独立的光源而产生的图像颜色失真。
文档编号G02F1/133GK1326575SQ99811876
公开日2001年12月12日 申请日期1999年10月6日 优先权日1998年10月7日
发明者W·希尔, M·达根, 小L·B·凯利, G·C·希契考克, J·T·韦特德 申请人:微软公司