CG-7圖形交互技術(shù)

第七章圖形交互技術(shù)和用戶界面設(shè)計(jì)7.1邏輯輸入設(shè)備7.2

邏輯設(shè)備輸入模式7.3交互式圖形設(shè)計(jì)方法17.1邏輯輸入設(shè)備邏輯輸入設(shè)備為減少系統(tǒng)對(duì)物理設(shè)備的依賴型，提高系統(tǒng)的獨(dú)立性和靈活性為使圖形軟件獨(dú)立于具體的硬件設(shè)施，使圖形輸入命令不涉及具體的輸入設(shè)備，而只涉及該命令所需的參數(shù)27.1邏輯輸入設(shè)備圖形輸入設(shè)備按照其邏輯功能分為：⒈定位設(shè)備(Locator)：指定單點(diǎn)位置坐標(biāo)⒉筆劃設(shè)備(Stroke)：指定一組點(diǎn)位置坐標(biāo)⒊字符串設(shè)備(String)：指定文字輸入⒋定值設(shè)備(Valuator)：指定標(biāo)量值⒌選擇設(shè)備(Choice)：選擇菜單項(xiàng)⒍拾取設(shè)備(Pick)：選擇圖形組成部分37.1邏輯輸入設(shè)備１．定位設(shè)備－指定單點(diǎn)位置坐標(biāo)鍵盤(pán)光標(biāo)控制鍵直接輸入坐標(biāo)值鼠標(biāo)觸摸屏光筆操縱桿數(shù)字化儀47.1邏輯輸入設(shè)備2．筆劃設(shè)備－輸入一組點(diǎn)坐標(biāo)鼠標(biāo)、軌跡球、游戲桿連續(xù)移動(dòng)定位點(diǎn)，并將其轉(zhuǎn)化為一組坐標(biāo)值數(shù)字化儀連續(xù)模式畫(huà)筆系統(tǒng)手寫(xiě)識(shí)別設(shè)備57.1邏輯輸入設(shè)備３．字符串設(shè)備－輸入字符串鍵盤(pán)手寫(xiě)識(shí)別設(shè)備繪制字符模式識(shí)別－用存儲(chǔ)有預(yù)定義圖案特征的字典來(lái)解釋識(shí)別效果因人而異67.1邏輯輸入設(shè)備４．定值設(shè)備－輸入數(shù)據(jù)值鍵盤(pán)通過(guò)鼠標(biāo)、游戲桿、軌跡球等交互設(shè)備快速移動(dòng)滑動(dòng)標(biāo)記、按鍵、旋轉(zhuǎn)式標(biāo)尺和菜單等輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)其它定值輸入設(shè)備77.1邏輯輸入設(shè)備５．選擇設(shè)備－選擇菜單項(xiàng)鼠標(biāo)鍵盤(pán)功能鍵鍵盤(pán)上的某個(gè)鍵可以被應(yīng)用程序定義為功能鍵，按下某個(gè)功能鍵即可執(zhí)行相應(yīng)當(dāng)功能觸摸屏聲音輸入設(shè)備87.1邏輯輸入設(shè)備６．拾取設(shè)備－選定屏幕上的圖形對(duì)象同選擇設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、游戲桿9第七章圖形輸入與交互技術(shù)7.1邏輯輸入設(shè)備7.2邏輯設(shè)備輸入模式7.3交互式圖形設(shè)計(jì)方法7.4交互設(shè)計(jì)技術(shù)用戶圖形界面

107.2邏輯設(shè)備輸入模式邏輯設(shè)備輸入模式指明程序如何與輸入設(shè)備進(jìn)行信息交互在交互輸入過(guò)程中，常用的輸入模式有以下3種：請(qǐng)求模式取樣模式事件模式117.2邏輯設(shè)備輸入模式１．請(qǐng)求模式--程序要求輸入只有應(yīng)用程序?qū)ο鄳?yīng)的設(shè)備發(fā)出輸入要求后，該設(shè)備才能作相應(yīng)的輸入輸入過(guò)程從提出請(qǐng)求開(kāi)始，持續(xù)到接收到所要求的數(shù)據(jù)為止程序和輸入設(shè)備交替工作，設(shè)備處于等待狀態(tài)直到程序提出輸入請(qǐng)求，然后程序處于等待狀態(tài)直到收到數(shù)據(jù)127.2邏輯設(shè)備輸入模式請(qǐng)求模式的工作過(guò)程請(qǐng)求模式的工作過(guò)程137.2邏輯設(shè)備輸入模式２．取樣模式--程序和輸入設(shè)備同時(shí)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用程序和輸入設(shè)備各自獨(dú)立地操作和運(yùn)行對(duì)某輸入設(shè)備設(shè)置了取樣方式，該設(shè)備立即就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，而不必等待程序中的輸入要求輸入設(shè)備的新數(shù)據(jù)不斷自動(dòng)替換緩沖區(qū)中的原數(shù)據(jù)當(dāng)程序需要時(shí)，從緩沖區(qū)取得當(dāng)前最新值147.2邏輯設(shè)備輸入模式取樣模式的工作過(guò)程取樣模式的工作過(guò)程157.2邏輯設(shè)備輸入模式３．事件模式--設(shè)備要求數(shù)據(jù)輸入程序和輸入設(shè)備同時(shí)工作，輸入設(shè)備要求數(shù)據(jù)輸入輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)放在一個(gè)事件隊(duì)列中,當(dāng)應(yīng)用程序需要數(shù)據(jù)時(shí)，從事件隊(duì)列中取得由于有多種不同輸入設(shè)備，事件隊(duì)列中包含了按輸入順序混合的各種不同數(shù)據(jù)在事件方式下，可同時(shí)應(yīng)用多臺(tái)輸入設(shè)備以加快交互處理167.2邏輯設(shè)備輸入模式事件模式的工作過(guò)程事件模式的輸入過(guò)程17第七章圖形輸入與交互技術(shù)7.1邏輯輸入設(shè)備7.2

邏輯設(shè)備輸入模式7.3交互式圖形設(shè)計(jì)方法7.4交互設(shè)計(jì)技術(shù)用戶圖形界面

187.3交互式圖形設(shè)計(jì)方法交互式圖形設(shè)計(jì)方法幫助用戶進(jìn)行交互式設(shè)計(jì)提供的多種輸入方法，可以根據(jù)要求對(duì)輸入的信息進(jìn)行調(diào)整和解釋利用交互式圖形設(shè)計(jì)方法，用戶可以很容易地實(shí)現(xiàn)某些特定的、限制性輸入形式197.3.1基本圖形拾取方法7.3.1拾取方法用于直接選擇圖形，最基本的拾取算法有：點(diǎn)的拾取線段的拾取多邊形的拾取207.3.1基本圖形拾取方法1.點(diǎn)的拾取由于在理論上點(diǎn)都是沒(méi)有大小的，讓兩個(gè)沒(méi)有大小的點(diǎn)完全重合，操作起來(lái)比較困難。一般采用區(qū)域法，光標(biāo)點(diǎn)與待拾取點(diǎn)的距離小于給定的精度，即可拾取點(diǎn)的圓形拾取域(xL-x)2+(yL-y)2≤r2點(diǎn)的正方形拾取域|xL-x|≤r，|yL-y|≤r217.3.1基本圖形拾取方法2.線段的拾取假設(shè)線段的兩個(gè)端點(diǎn)為P0(x0,y0)和P1（x1,y1)。如果當(dāng)前光標(biāo)點(diǎn)PL(xl,yL)位于圖中高為2r的矩形上時(shí)，認(rèn)為直線段被拾取oxyP0PLP1227.3.1基本圖形拾取方法3.多邊形的拾取判斷當(dāng)前光標(biāo)位置點(diǎn)PL(xl,yL)是否在多邊形內(nèi)部，如果在多邊形內(nèi)部該多邊形被拾取，否則不被拾取射線法由點(diǎn)PL(xl,yL)出發(fā)向任意方向作射線，計(jì)算此射線與多邊形所有邊的交點(diǎn)個(gè)數(shù)如果交點(diǎn)個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則點(diǎn)PL(xl,yL)在多邊形內(nèi)部如果交點(diǎn)個(gè)數(shù)為偶數(shù)（包括0），則點(diǎn)PL(xl,yL)不在多邊形內(nèi)部2317.3.1基本圖形拾取方法奇點(diǎn)（射線與多邊形頂點(diǎn)相交）的處理如果交點(diǎn)為邊的下方端點(diǎn)，予以計(jì)數(shù)如果交點(diǎn)為邊的上方端點(diǎn)，不予計(jì)數(shù)射線與水平方向邊的交點(diǎn)忽略不計(jì)1個(gè)交點(diǎn)2個(gè)交點(diǎn)0個(gè)交點(diǎn)1個(gè)交點(diǎn)22311247.3.2基本的定位、取值方法7.3.2基本的定位、取值方法基本定位方法取值任務(wù)標(biāo)尺、刻度盤(pán)、按鈕約束網(wǎng)格引力場(chǎng)導(dǎo)向線257.3.2基本定位、取值方法4.約束（正交）約束技術(shù)是將光標(biāo)位置點(diǎn)作為基點(diǎn)，在約束點(diǎn)集中自動(dòng)找出最近似點(diǎn)，作為最終目的點(diǎn)，以使新的坐標(biāo)點(diǎn)滿足預(yù)先設(shè)定的幾何特征。如要求直線具有特定方向和對(duì)齊方式最常用的約束是直線的水平或垂直對(duì)齊通過(guò)判定兩個(gè)輸入端點(diǎn)更接近水平方向還是垂直方向，來(lái)產(chǎn)生水平或垂直直線267.3.2基本定位、取值方法5.網(wǎng)格網(wǎng)格化是繪制整齊、精確圖形的一種技術(shù)網(wǎng)格由均勻分布的水平、垂直線組成。在使用網(wǎng)格時(shí)，任何輸入坐標(biāo)位置將被移到最近的兩根網(wǎng)格線的交點(diǎn)上網(wǎng)格線的設(shè)定網(wǎng)格線的方向網(wǎng)格線的間距網(wǎng)格線的顯示277.3.2基本定位、取值方法6.引力場(chǎng)（捕捉）有時(shí)要從某線段上的頂點(diǎn)開(kāi)始繪制另一條線段或其他圖形，直接使用定位設(shè)備很難保證連接點(diǎn)的精確重合引力場(chǎng)技術(shù)自動(dòng)將一個(gè)靠近特定點(diǎn)的光標(biāo)吸附到特定點(diǎn)將落在內(nèi)的光標(biāo)，吸附在該直線上距離最近的一點(diǎn)帶有引力場(chǎng)的線段

287.3.3任務(wù)選擇技術(shù)7.3.3任務(wù)選擇技術(shù)選擇任務(wù)是從一個(gè)可供選擇的對(duì)象集合中挑選出一個(gè)處理對(duì)象常見(jiàn)到選擇集：交互圖形的命令、屬性、對(duì)象功能鍵可以用于選擇命令、屬性和對(duì)象，但很難用于選擇圖形對(duì)象本身圖形對(duì)象經(jīng)常變化圖形對(duì)象通常多于功能鍵的數(shù)目圖形對(duì)象太多，用戶難以分清297.3.3任務(wù)選擇技術(shù)常用的任務(wù)選擇技術(shù)按名字選擇按位置選擇包圍盒方法菜單選擇對(duì)話框307.3.3任務(wù)選擇技術(shù)1、按名字選擇用戶直接鍵入被選對(duì)象的名字來(lái)選擇對(duì)象直接簡(jiǎn)單圖形對(duì)象太多時(shí)，用戶難以對(duì)象的名字有效的使用場(chǎng)合繪圖區(qū)較大，對(duì)象較多，但用戶知道對(duì)象的名字顯示區(qū)內(nèi)容雜亂無(wú)章，圖形對(duì)象太小，又無(wú)法放大輔助措施聯(lián)想記憶校正匹配規(guī)則命名317.3.3任務(wù)選擇技術(shù)2.按位置選擇利用定位設(shè)備將光標(biāo)移動(dòng)到待選圖像上面，按確認(rèn)鍵即可選擇選擇層次327.3.3任務(wù)選擇技術(shù)3.包圍盒方法對(duì)于每一個(gè)圖形對(duì)象，取它的外接矩形，即圖形對(duì)象的包圍盒如果光標(biāo)落在圖形對(duì)象的包圍盒內(nèi)，該對(duì)象被選取337.3.3任務(wù)選擇技術(shù)4.菜單選擇設(shè)計(jì)菜單時(shí)注意的方面菜單的層次多級(jí)菜單的設(shè)置菜單項(xiàng)的順序功能分組、組內(nèi)按使用頻率或字母順序排列菜單的放置控制靜態(tài)放置、動(dòng)態(tài)放置當(dāng)前被選項(xiàng)的顯示當(dāng)前被選項(xiàng)要有不同的顯示顏色或格式347.3.3任務(wù)選擇技術(shù)5.對(duì)話框選擇當(dāng)用戶需要從一個(gè)選擇集中選擇多個(gè)對(duì)象時(shí)，可把多個(gè)選項(xiàng)放在一起，組成一個(gè)對(duì)話框，讓用戶集中選擇Word中字體的選擇避免選擇多個(gè)對(duì)象時(shí)反復(fù)激活相應(yīng)菜單357.3.4交互式構(gòu)圖技術(shù)7.3.4常用的交互式構(gòu)圖技術(shù)橡皮筋技術(shù)拖動(dòng)操作柄技術(shù)367.3.4交互式構(gòu)圖技術(shù)橡皮筋技術(shù)定位操作有時(shí)依賴于環(huán)境。例如，在繪圖時(shí)，已經(jīng)存在一個(gè)圓C和圓外一點(diǎn)A，現(xiàn)在要確定另外一點(diǎn)B，使兩點(diǎn)連線AB與圓C相切。這種點(diǎn)的確定可通過(guò)使用橡皮條技術(shù)而變得容易實(shí)現(xiàn)。用橡皮條技術(shù)定位(顯示線段用異或方式)

377.3.4交互式構(gòu)圖技術(shù)橡皮條技術(shù)(續(xù))橡皮條技術(shù)圖例

387.3.4交互式構(gòu)圖技術(shù)2.拖動(dòng)先選擇一個(gè)對(duì)象，然后將光標(biāo)向所需的方向移動(dòng)，選擇的對(duì)象就會(huì)隨著光標(biāo)實(shí)時(shí)移