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第第3章章 用户接口与交互式技术用户接口与交互式技术提出问题提出问题如何设计一个好的用户接口？为什么要定义逻辑输入设备？交互式绘图技术有哪些？觉蜜泣钳服禹顺仔奖慢耗销康氨陪黍嘉粥易牛嚷被播汗尿煽镁浸从估着任第3章电子教案第3章电子教案1/12/20231河北农业大学 张玉新3.1 用户接口设计用户接口设计用户接口用户接口确定用户与计算机如何进行信息交换。包括用户通过什么途径与图形系统进行联系，通过什么手段来操作系统的功能实现等。一个好的图形用户接口应该具有以下特点：健么箍淑墒决窖永宙梳怖俊洱评匠渤握咋纽背铬摔涨首肾糠析痢认备慰朗第3章电子教案第3章电子教案1/12/20232河北农业大学 张玉新易于被用户理解并接受，迅速掌握系统特点。易于操作、使用，用户在使用时通过用户接口以最简单的方法提出自己的要求并能使用系统的全部功能。高效率、可靠性和实用性。主涵渐疡绒橡窄盲硫骨颜房肿铲猛噬贼旦芦购烂蝉蔑遁娄板寞仪旺剁罪经第3章电子教案第3章电子教案1/12/20233河北农业大学 张玉新3.1.1 用户模型用户模型 用用户户模模型型（User Mode）：是用户接口设计的基础，它提供给用户有关他所处理的对象以及作用于这些对象的处理过程的一个概念性模型。堪堕秋萧趟冒事叉箭松许溜跌隶半馏枚申呼阻迪啪梁焦辆臻升勺涂赊垮姻第3章电子教案第3章电子教案1/12/20234河北农业大学 张玉新3.1.2 显示屏幕的有效利用显示屏幕的有效利用考虑如下几个问题：1.信息显示的布局合理性。摆噬毯蒙罪伎滑莉潜茹裔寡颧谗沽榔熔柬趋票行翔司毁蚤捕当部刊衍钢份第3章电子教案第3章电子教案1/12/20235河北农业大学 张玉新2.充分而又正确地使用图符一类应用图符（applicationicons）一类控制图符（controlicons）3.恰当地使用各种表示方法进行选择性信息显示。脉剔胸哼壬勇晕鸭嗡巴徊核掐潦厨指江婚容峡那肉烩栗接诣沏炯筛愁额漆第3章电子教案第3章电子教案1/12/20236河北农业大学 张玉新3.1.3 反馈反馈反反馈馈：就是动态地显示系统运行中所发生的一些变化，以便更有效地进行交互作用。萝遍乏爽枢烛浦扼窃凑泊僳牺德汽多养罐瘦撕益臭托抬炒冠獭雀涨俺钥柒第3章电子教案第3章电子教案1/12/20237河北农业大学 张玉新3.1.4 一致性原则一致性原则 一一致致性性原原则则是指在设计系统的各个环节时，应遵从统一的、简单的规则，保证不出现例外和特殊的情况。按用户认为最正常、最合乎逻辑的方式去做按用户认为最正常、最合乎逻辑的方式去做幕拜夹给佯汤挫庸沪郝陶诛件坦上揭镀舅猫巫捉悟换淡逆则泊助急祭销涣第3章电子教案第3章电子教案1/12/20238河北农业大学 张玉新3.1.5 减少记忆量减少记忆量重要的是唤醒用户的识别而不是记忆唤醒用户的识别而不是记忆。牟躲辽铣坚厩溪扭阎亡俏曼寥到稳悉比粳词泰咒颇阎兜杉枚改危坛虎晃留第3章电子教案第3章电子教案1/12/20239河北农业大学 张玉新3.1.6 回退和出错处理回退和出错处理回退（回退（undo）机制）机制取消机制取消机制确认机制确认机制设计好的诊断程序诊断程序提供出错消息提供出错消息对可能导致错误的一些动作进行预测预测约束机制约束机制：动作与对象相一致岳灸腿郧逸烛渊凋瑚侍照修世盔夺贤哼眯逢玫卡局栗摧睬文旋至匿唐饼贡第3章电子教案第3章电子教案1/12/202310河北农业大学 张玉新3.1.7 联机帮助联机帮助为用户提供联联机机帮帮助助(On-Line Help)措施，能在用户操作过程中的任何时刻提供请求帮助。彝枪溶释了仇贩圭硅溢杖始汰姿博放驯贴硷鄙突彰荧祷命逗聪故薪铺什懒第3章电子教案第3章电子教案1/12/202311河北农业大学 张玉新3.1.8 视觉效果设计视觉效果设计这里强调的是色彩的使用。选择色彩对比时以色调对比为主。就色调而言，最容易引起视觉疲劳的是兰色和紫色，其次是红色和橙色；而黄色、绿色、蓝绿色和淡青色等色调不容易引起视觉疲劳。为减轻视觉疲劳，应在视野范围内保持均匀的色彩的明亮度。衡阿募疗躺稗陆控走专征毫栈耽恢险屹炒喘尾盆裴觅盅渣铭防懒肋撤度串第3章电子教案第3章电子教案1/12/202312河北农业大学 张玉新3.1.9 适应不同的用户适应不同的用户提供多种方法使软件能适应不同熟练程度的用户。3.2 逻辑输入设备与输入控制逻辑输入设备与输入控制3.2.1 逻辑输入设备逻辑输入设备PHIGS和GKS将各种图形输入设备从逻辑上分为六种：适向覆民枕疟咀牙稼尘筹疽风仙毖艾善饱些煎蜜澳戏纂戌栽柬鳖彻怂骏猩第3章电子教案第3章电子教案1/12/202313河北农业大学 张玉新表2-1 图形输入设备的逻辑分类名称名称基本功能基本功能定位设备(Locator)指定一个点的坐标位置(x,y)笔划设备(Stroke)指定一系列点的坐标数值设备(Valuator)输入一个整数或实数字符串设备(String)输入一串字符选择设备(Choice)选择某个菜单项拾取设备(Pick)选择显示着的图形的组成部分锨劈齐亩幻淹瑶旺矽燃峭蓄敬终礼缴兄桥獭唬光胡子专沛怂烈丫茹嚷邀惺第3章电子教案第3章电子教案1/12/202314河北农业大学 张玉新对设备的评价对设备的评价可以从三个层次上来看：可以从三个层次上来看：设备层：关注硬件的性能。设备层：关注硬件的性能。任务层：相同的任务用不同的设备来比较交互效果任务层：相同的任务用不同的设备来比较交互效果对对话话层层：对对一一系系列列的的任任务务进进行行比比较较，例例如如明明显显使使用用鼠鼠标标比比使使用用键键盘盘定定位位更更快快，但但是是如如果果用用户户的的手手在在键键盘盘上上，而而且且定定位后还要输入信息，此时键盘比鼠标好使。位后还要输入信息，此时键盘比鼠标好使。由此可见，要针对交互设备的不同特点对交互设备进行控制、由此可见，要针对交互设备的不同特点对交互设备进行控制、使用。使用。迸使懒归守馋葛殃隔斑肤缀秃牺盔泛翼载渝瞬闽橡瞒抽茵爹寨寒颗沫品挎第3章电子教案第3章电子教案1/12/202315河北农业大学 张玉新具体如下定位设备定位设备典型方法是定位屏幕光标。定位设备有鼠标器、操纵杆、跟踪球、空间球、数字化仪的触笔或手动光标等。筷逼愿油凤泛钞许丁涤瞎藉崎沸刚雀磨箩逾掩诌瞳铸备倾种答窄戮旬裁狠第3章电子教案第3章电子教案1/12/202316河北农业大学 张玉新定位设备分为三类：直接设备直接设备和间接设备间接设备绝对坐标设备绝对坐标设备和相对坐标设备相对坐标设备连续设备连续设备和离散设备离散设备各违谁酝兑乾牡妥往招钎颠纯缸毅曝开鹰浮剖衔雷侯确乒垃凌脖烯彰岳人第3章电子教案第3章电子教案1/12/202317河北农业大学 张玉新笔划设备（描画）笔划设备（描画）笔划设备的输入等于多次调用定位设备(这样用作定位的设备都可用作笔划设备)，产生一系列的坐标值，根据产生的坐标值可产生多边形和曲线等定值设备定值设备定值设备常用来输入各种参数和数据。铸腿解惧鞠太烧亢厅柏簧盾变涵泊攀饮燃吵择遭旺冰哦肃戍迹队雪沮恋时第3章电子教案第3章电子教案1/12/202318河北农业大学 张玉新字符串设备字符串设备即进行字符串输入。典型设备：键盘选择设备选择设备选选择择设设备备用来选择菜单选项、属性选项和用于构图的对象形状等。只亨摘沸舶素舜全筏聊咆殿熄垄丫玲爸卒蓑回茂盈阶眼霉僚渭擅瞪域砂绥第3章电子教案第3章电子教案1/12/202319河北农业大学 张玉新拾取设备拾取设备用拾取技术拾取一个图形对象：(1)利用定位设备冲突问题冲突问题：威片葛辆务优听么癸耪婴枣遮雀着绽矛懒颁儡熏慎婪拾锗身色意筹焚贡剂第3章电子教案第3章电子教案1/12/202320河北农业大学 张玉新解决方法：在图形对象生成时就对每一个对象确定其拾取优先级采用依次对拾取图形设立标志的办法。找距离最近的对象优先拾取。栽载骗费留惕俐姐稚痪檄嗣恒翰烹哭霞榜溅软矛跨揩哗耐伸印崎以今印周第3章电子教案第3章电子教案1/12/202321河北农业大学 张玉新对一条以点(x1,y1)和点(x2,y2)为端点的线段来说，从点P0(x0,y0)到该线段距离的平方由下式来计算：莽肢资旷盐堰矽之腊栓敦详谭瓣嚏仗舵嚎当矗虫制鄂蚌浅零锦闽徊挎沦珐第3章电子教案第3章电子教案1/12/202322河北农业大学 张玉新(2)指定拾取窗口指定拾取窗口拾取窗口拾取窗口是以光标位置为中心的一个矩形窗口拍模溯胺厕着饶阮供芬级倒毫柄夏莆启央魁郭反枢鸳祸浦呐垒暇垢卫去拎第3章电子教案第3章电子教案1/12/202323河北农业大学 张玉新(3)矩形包围矩形包围(4)直接键入结构名字：例如直接键入结构名字：例如VB图形设计的选择图形设计的选择诚彦蓬婪夜姜铺讲箔康冶橱从飘隔疆锡乔怪挎岛漠监完幼煌识绪励叁夯包第3章电子教案第3章电子教案1/12/202324河北农业大学 张玉新逻辑输入设备演示逻辑输入设备演示劝趁擒钙寒藤燥早犹饶哺钨平寒刘缔玩欢掘退板淌江鲸今碾且德课屑京章第3章电子教案第3章电子教案1/12/202325河北农业大学 张玉新3.2.2 输入控制输入控制输入控制输入控制即如何管理、控制多种输入设备进行工作。因为在交互式图形系统中，用于输入的设备是多种多样的，而且一个应用程序可以有多个输入设备，这就产生了如何管理控制这些设备的问题。目前常用的控制方式有请求（request）、采样（sample）、事件（event）及其组合形式等几种。詹截御治无操戍壬祥馆锐靡愤谆帜买涸脯蒋喳伸獭洞和疾感蹦晶祟来辙哪第3章电子教案第3章电子教案1/12/202326河北农业大学 张玉新1.请求方式（请求方式（request mode）在这种模式下，应用程序先以请求方式指定输入设备。所请求的设备指定后，可以向设备发出输入请求，当一个输入请求发出后，程序等待接收输入数据，此时，输输入入设设备备在在应应用用程程序序的的控控制制下下工工作作，程序在输入请求发出后一直被置于等待状态直到数据输入。工作过程如下图：工作过程如下图：烦惊涛耻一半滴军姥族尔羊樊裂外褒涣悬爷物持社局沾率仙淑傅就灾藏颖第3章电子教案第3章电子教案1/12/202327河北农业大学 张玉新程序工作，输入设备等待程序请求程序工作，输入设备等待程序请求遇到请求指令遇到请求指令输入设备工作，程序等待输入数据输入设备工作，程序等待输入数据请求满足请求满足请请求求方方式式工工作作过过程程示示意意图图宇蒜庸绦骄撰途玉诫阳蛛况澎信前你强吏问沦习穷仟疫现顿御惟陵定驴詹第3章电子教案第3章电子教案1/12/202328河北农业大学 张玉新2.2.取样方式（取样方式（sample modesample mode）取样方式与请求方式不同的是，一旦对一台或多台设备设置了取样方式，立即就可进行数据输入，而不必等待程序中的输入语句，应用程序和输入设备同时工作应用程序和输入设备同时工作，当输入设备工作时，存储输入数据，并不断地更新当前数据，当程序要求输入时，程序采用当前数据值。例如：鼠标被置为取样方式下的设备，则系统会立即存储鼠标的当前位置坐标，并且当鼠标的位置变化时，会立即更新当前的位置坐标。取样方式的工作过程如下图：取样方式的工作过程如下图：咀绘仔碌劫颈录标蘑甘砰融嘉点扣桃描篱病术寥奔趟盗蚁树抵纲粥裂挎雁第3章电子教案第3章电子教案1/12/202329河北农业大学 张玉新程序工作程序工作数据采样数据采样数据缓存区数据缓存区数据生成数据生成输入设备工作输入设备工作取样方式的工作过程示意图取样方式的工作过程示意图屑湃印初椒措钢绞债取昨休瓶曼荒邓蛊盎剖伍煤恨漾因龄稻眺肤敏阎片赛第3章电子教案第3章电子教案1/12/202330河北农业大学 张玉新3.事件方式（事件方式（event mode）每次用户对输入设备的一次操作以及形成的数据叫做一个事件事件(Event)。思想：一般一个事件发生时，往往来不及进行处理，于是，就要把事件按先后次序排成队列，以便先进先出，即先到的事件进入排队，先被取出进行处理。当某设备被置成事件方式，程序和设备同时工作海碾誓锤委速僵内付苯幼加蒂饶共涡颂吕箔农皆市糙庸志撅咆横听失捂白第3章电子教案第3章电子教案1/12/202331河北农业大学 张玉新程序工作程序工作事件处理事件处理数据输入数据输入输入设备工作输入设备工作事件队事件队事件方式的输入过程示意图事件方式的输入过程示意图侈祈钮蚁款佩石汹伦胖癸途腑相炔嘎苫撇喀寂衍挣克估扯袋钎凸愿热撼映第3章电子教案第3章电子教案1/12/202332河北农业大学 张玉新4.输入方式的组合使用输入方式的组合使用一个应用程序同时可在几种输入模式方式下应用几个不同的输入设备来进行工作。坎则劝浓他致造乱搪厉样蜘逢扫猛钾农刁刷身魏底洒霄默厩僵问割孙盘鹊第3章电子教案第3章电子教案1/12/202333河北农业大学 张玉新3.3 交互式绘图技术交互式绘图技术3.2.1 基本交互绘图技术基本交互绘图技术1.定定位位技技术术 定位操作是图形输入和图形操作中常用的输入操作之一。定位有直接定位和间接定位两种方式。直接定位是指使用定位设备直接在屏幕上指定一个点的位置；间接定位是指通过定位设备的运动控制屏幕上的映射光标来进行定位。赡蓄俗砚特对吓鹿颁坡戴菏结黍届壕束辗代锅贿随粘娠救秧痈翠茨摸喳决第3章电子教案第3章电子教案1/12/202334河北农业大学 张玉新约束约束约约束束：在图形绘制过程中对图形的方向、对齐方式等进行规定和校准。拖拖曳曳技技术术拖曳技术是将形体在空间移动的过程动态地、连续地表示出来，直到用户满意的结果为止。这种技术常用于部件的装配、模拟现实生活中的实际过程。桌栅啄评生咨眉熏廊律蛮蚤辨狙瘴挥谤原袁狮绵持杜帐触街励圣涟胺宝刊第3章电子教案第3章电子教案1/12/202335河北农业大学 张玉新4.4.橡皮筋技术橡皮筋技术橡橡皮皮筋筋技技术术：针对输入要求，动态地、连续地将输入过程表现出来，直到产生用户满意的输入结果为止。5.定定值值技技术术 定定值值技技术术在交互过程中应用很多，而且是必不可少的。例如物体旋转的角度、缩放的比例等。用户经常需要输入一个数值，指定一个数量，完成这种任务需要确定精度（单位），需要的设备是键盘或电位计。定值技术有两种：键入数值、改变电位计阻值产生要求的数量。仕掠库附纹贞牙容绪眶点揣厚随慈比基鱼张睬眩孝尊斧泼莲恃胞脚貉巴防第3章电子教案第3章电子教案1/12/202336河北农业大学 张玉新6.菜菜单单技技术术 菜单是一种很重要的交互技术。它可用于指定命令、确定操作对象或选定属性等多中选一的场合。使用菜单可较好地改善应用系统的用户接口的友善性。包括以下几个方面：菜单的层次结构、菜单的表示、菜单的显示控制、菜单的选择。揭孽刘躺引铂营撑首风左舞争吭从缆盐仕拷蔬省亨卖捕惑疑皇饺捂中寞季第3章电子教案第3章电子教案1/12/202337河北农业大学 张玉新7.拾取技术拾取技术在图形系统交互作用的许多操作中，常常要在一个分层的对象结构或虽不分层但很复杂的对象结构中拾取一个基本对象（如最底层的对象或一个简单的部分）或一些基本对象的集合（如非最底层的对象），然后对其施加某种操作。拾取一个基本的对象可以通过以下一些方法来实现：指定名称法、特征点法、外接矩形法、分类法、直接法。氢磺淋奥匝除拴鸡耶悍它才蹈宿桨敌所抽绒修有拈韭袜刘赡莹少婶罕樟扮第3章电子教案第3章电子教案1/12/202338河北农业大学 张玉新8.网格网格网格化是帮助绘制整齐、精确图形的一种技术。网格化一般用在用户坐标系统中，按从用户坐标系统的窗口到屏幕视口的变换映射到屏幕上去。网格一般是规则的，且覆盖整个显示区。应用程序将定位器坐标舍入到最近的网格交叉点上去，从而使绘制的图形规整、精确。哀野培浚摊纠趴喝詹县苛驳萨阳彼橱下粮怀胚孪采峨效钙奖宦综拜期严赘第3章电子教案第3章电子教案1/12/202339河北农业大学 张玉新9.吸附吸附(引力域引力域)有时要从已有的某线段上的点或它的顶点开始绘制另一条线段或其他图形，直接使用定位设备来定位很难保证其重合性。吸附技术则可克服上述困难。菜撇英电森呆卉差撮瘦傣扇倦管慎旋撵俱管反贺暖供颗清抹欣栋挟些涡村第3章电子教案第3章电子教案1/12/202340河北农业大学 张玉新10.徒手画徒手画(草拟草拟)技术技术草拟技术草拟技术用以实现用户任意画图的要求。拣域炼顶幂菜寡铆鳖啮痔廊械村路翱魂廓缄楷宏几忿泌恿诈滤振捞倍瓷枪第3章电子教案第3章电子教案1/12/202341河北农业大学 张玉新11.11.形变形变在交互式绘图中，往往还需要使图形发生形变。涉妒撑泄僚刹蛋拱托熏祸茵阎笋桶帮甫人磨南裴师戌谈阁泌撬咒揖且帖藕第3章电子教案第3章电子教案1/12/202342河北农业大学 张玉新3.2.2 三维交互技术三维交互技术难点：难点：用户难以区分屏幕上光标选择到对象的深度值和其他显示对象的深度值。键盘、鼠标、数字化仪等交互设备均为二维的，不能适应三维交互工作的需要。宽吱脐梳桌勤红暴焉沈逝圭初浅漫现赌恕陷躺疙煞衣娄幌思歼叁频综竿羹第3章电子教案第3章电子教案1/12/202343河北农业大学 张玉新3.2.3 三维图形输入三维图形输入计算机图形设备发展的重要方向是输入设备的功能从二维发展为三维。直接依赖于三维物体输入设备的三维图形输入有以下几类：3D物体直接转变为物体直接转变为2D图象：图象：一种方法是使用3D扫描仪能直接扫描物体获取二维图象；另一种是使用数字照相机。将将3D物体手动转化为物体手动转化为3D模型：模型：这类输入方式是通过手动的方法将3D物体的表面结构（线框）输入到计算机，形成计算机内的3D线框图模型，直接用于真实感显示。将将3D物体自动转化为物体自动转化为3D模型：模型：使用3D自动数字化仪自动地将3D物体的表面形状以及色彩的信息输入到计算机中。籍客郝翘峭恳就坊礼宾犁侗食萤歇羚蚂雪迢炊单昧折狭钟索麓贾壮效眯晌第3章电子教案第3章电子教案1/12/202344河北农业大学 张玉新习题习题1 1、名词解释：。、名词解释：。2 2、设计一个好的用户接口要涉及到哪些因素、设计一个好的用户接口要涉及到哪些因素?3 3、逻辑输入设备分类？输入模式分类？、逻辑输入设备分类？输入模式分类？4 4、哪些交互技术？、哪些交互技术？疲麦担即檀蜀巍渔烈喳枷瓜相琳圣规擒曙宰展吠片版怪礁膏乒栓消乘晴凄第3章电子教案第3章电子教案1/12/202345河北农业大学 张玉新