接口与交互技术精.ppt

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1、接口与交互技术1第1页，本讲稿共70页图形系统标准图形系统标准图形标准：图形系统及其相关应用系统中各图形标准：图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准，界面之间进行数据传送和通信的接口标准，以及供图形应用程序调用的子程序功能及其以及供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准，前者称为格式标准，前者称为数据及文件格式标准数据及文件格式标准，后者称为后者称为子程序界面标准子程序界面标准。第2页，本讲稿共70页图形系统标准分类图形系统标准分类面向图形设备的接口标准：面向图形设备的接口标准：计算机图形元文件计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,)计算机图形接口计算机

2、图形接口(CGI).设备驱动程序。设备驱动程序。面向应用软件的标准：面向应用软件的标准：程序员层次交互式图形系统（程序员层次交互式图形系统（PHIGS）,GL(图形程序包图形程序包)（三维）图形核心系统（三维）图形核心系统（3D-)GKS面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文件格式：件格式：基本图形转换规范（基本图形转换规范（IGES）产品数据转换规范（产品数据转换规范（STEP）第3页，本讲稿共70页CGI（计算机图形接口计算机图形接口)-提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法。提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法。-也可看作图形设备驱动程序的

3、一种标准。也可看作图形设备驱动程序的一种标准。-在用户程序和虚拟设备之间，以一种独立于设备在用户程序和虚拟设备之间，以一种独立于设备的方式提供图形信息的描述和通信的方式提供图形信息的描述和通信。第4页，本讲稿共70页CGI（计算机图形接口计算机图形接口)包包括括控控制制功功能能集集、图图形形对对象象输输出出功功能能集集、图图段段功功能能集集、输入和应答功能集、光栅功能集等输入和应答功能集、光栅功能集等.控制功能集控制功能集:虚拟设备管理、虚拟设备坐标系和设虚拟设备管理、虚拟设备坐标系和设备坐标系的坐标空间转换、出错控制、系统控制、备坐标系的坐标空间转换、出错控制、系统控制、询问功能等；询问功能

4、等；输出功能集输出功能集:涉及图元、属性、对象构成及控制涉及图元、属性、对象构成及控制和询问；和询问；图段功能集图段功能集:图形对象组合、标志、产生、修改和操图形对象组合、标志、产生、修改和操纵等功能；纵等功能；第5页，本讲稿共70页CGI（计算机图形接口计算机图形接口)输入和应答功能集输入和应答功能集:输入象素阵列，并将输出结果应答在输入象素阵列，并将输出结果应答在CGI虚拟设备上；虚拟设备上；光栅功能集光栅功能集:产生、检索、修改和显示象素数据的功能；产生、检索、修改和显示象素数据的功能；第6页，本讲稿共70页CGM（计算机图形元文件计算机图形元文件)-与设备无关的语义、词法定义的图形文件

5、格式与设备无关的语义、词法定义的图形文件格式,包括功包括功能规格说明和编码；能规格说明和编码；-规定了生成、存储、传送图形信息的格式。规定了生成、存储、传送图形信息的格式。-面向系统和系统开发者，和面向系统和系统开发者，和CGI配套提供。配套提供。-通用性是其关键属性。通用性是其关键属性。第7页，本讲稿共70页CGM（计算机图形元文件计算机图形元文件)1.图形元文件图形元文件规规定定生生成成、存存储储、传传送送图图形形信信息息的的格格式式，包包括括图图形形生生成元文件和图段生成元文件两种；成元文件和图段生成元文件两种；2.设计设计CGM的目的的目的提提供供图图形形存存档档的的数数据据格格式式；

6、图图形形协协议议；图图形形设设备备接接口口标标准化；查错；集成手段；准化；查错；集成手段；3.CGM的组成的组成功能描述、字符、二进制数、正文编码功能描述、字符、二进制数、正文编码.第8页，本讲稿共70页GKS(图形核心系统图形核心系统)-提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的提供了在应用程序和图形输入输出设备之间的功能接功能接口。口。-与语言无关。与语言无关。-GKS提供了一个称为元文件的顺序文件接口提供了一个称为元文件的顺序文件接口-应用程序的所有图形资源由应用程序的所有图形资源由GKS控制（通过控制（通过GKS元元文件文件-GKSM）-GKSM用于用于:图形信息存档；图形信息存档；系统

7、传送图形信息系统传送图形信息在在GKS应用程序间传送图形信息；应用程序间传送图形信息；与图形信息相关的非图形信息的存储和复用。与图形信息相关的非图形信息的存储和复用。第9页，本讲稿共70页GKSM（图形核心系统元文件标准）图形核心系统元文件标准）-GKSM功能功能：在：在GKS中，用图段来存储中，用图段来存储GKS运行过程中的信息。在运行过程中的信息。在GKS关闭后，关闭后，图段不存在，信息自动丢失。为了解决此问题，图段不存在，信息自动丢失。为了解决此问题，我们采用我们采用GKS元文件元文件GKSM保存信息的保存信息的一种机制。一种机制。-GKS的实现系统在实现其接口的功能时，必的实现系统在实

8、现其接口的功能时，必须依赖于元文件的内容和格式。须依赖于元文件的内容和格式。第10页，本讲稿共70页GKSM（图形核心系统元文件标准）图形核心系统元文件标准）-GKSM生成生成：GKSM定义了一个明文编码方案，定义了一个明文编码方案，是可以被大多数系统和设备应用的与系统无关是可以被大多数系统和设备应用的与系统无关的元文件。它提供了可向上兼容的文件格式，的元文件。它提供了可向上兼容的文件格式，其结构是一个逻辑数据项目的序列。其结构是一个逻辑数据项目的序列。-一个一个GKSM的生成的生成是在是在GKS运行中，通过一个运行中，通过一个GKSM输出工作站的输出工作站的“打开打开”“启用启用”“停用停用

9、”“关闭关闭”整个过程后实现的。整个过程后实现的。第11页，本讲稿共70页PHIGS（ISOIS9592）-向应用程序员提供的控制图形设备的图形系统接口；向应用程序员提供的控制图形设备的图形系统接口；-图形数据按层次结构组织；图形数据按层次结构组织；-提供动态修改和绘制显示图形数据的手段。是一个提供动态修改和绘制显示图形数据的手段。是一个高度动态化和交互式图形系统。高度动态化和交互式图形系统。第12页，本讲稿共70页PHIGS（ISOIS9592）-特点：高效，快速；特点：高效，快速；-PHIGS结构：通过层次调用发生关系，结构元素不能在结构：通过层次调用发生关系，结构元素不能在结构之外存在，

10、每个结构有一个给定的标示名；结构之外存在，每个结构有一个给定的标示名；-结构编辑：结构编辑：打开、关闭、查询、复制、执行、删除元素和打开、关闭、查询、复制、执行、删除元素和结构等结构编辑命令；结构等结构编辑命令；第13页，本讲稿共70页PHIGS（ISOIS9592）-GKS-3D和和PHIGS的比较的比较其差别表现在：其差别表现在：数据结构，可修改性，属性存储，输出流水线等数据结构，可修改性，属性存储，输出流水线等五种坐标系：五种坐标系：造造型型坐坐标标系系，用用户户坐坐标标系系，观观察察坐坐标标系系，投投影影坐坐标标系系，设备坐标系；设备坐标系；-PHIGS+包包含含了了PHIGS的的功功

11、能能，增增加加了了曲曲线线、曲曲面面、光光源源与与光光线线、真真实图形等功能；实图形等功能；第14页，本讲稿共70页GL(图形程序包图形程序包)图形程序库，图形程序库，UNIX下运行，下运行，OpenGL微机，微机，分类：基本图素；坐标变换；设置属性和显示分类：基本图素；坐标变换；设置属性和显示方式；方式；I/O处理；真实图形显示。处理；真实图形显示。第15页，本讲稿共70页GL(图形程序包图形程序包)功能分类：功能分类：1.基基本本图图素素：如如点点、线线、多多边边形形、三三角角形形、三三角角网网格格、矩矩形形、圆圆和和圆圆弧弧、字字符符、曲曲线线、曲面、读写象素等；曲面、读写象素等；2.坐

12、标转换；坐标转换；3.属性和显示方式设置；属性和显示方式设置；4.输入输出；输入输出；5.真实图形显示；真实图形显示；第16页，本讲稿共70页IGES（基本图形转换规范）基本图形转换规范）-InitialGraphicsExchangeSpecification为使不同为使不同CAD/CAM系统间的数据转换所定义的几何系统间的数据转换所定义的几何和非几何数据格式及相应的文件结构；工业标准，非和非几何数据格式及相应的文件结构；工业标准，非ISO标准；标准；-作用：不同的作用：不同的CAD/CAM系统之间交换数据。系统之间交换数据。第17页，本讲稿共70页IGES（基本图形转换规范）基本图形转换规

13、范）IGES基本单元基本单元几何实体：如点、线、几何实体：如点、线、B样条曲线、曲面等；样条曲线、曲面等；描述实体：尺寸标注、绘图说明等；描述实体：尺寸标注、绘图说明等；结构实体：组合项、图组、特性等；结构实体：组合项、图组、特性等；第18页，本讲稿共70页IGES（基本图形转换规范）基本图形转换规范）文件结构文件结构原则：原则：是是IGES的定义可改变复杂结构及其关系；的定义可改变复杂结构及其关系；是是IGES文件格式便于各文件格式便于各CAD/CAM系统处理；系统处理；文件格式：文件格式：ASCII码，码，80个字符的顺序文件；个字符的顺序文件；实体信息存在目录入口（实体信息存在目录入口（

14、DE）和参数（和参数（PD）中；中；数数据据原原始始信信息息和和文文件件本本身身信信息息存存在在整整体体节节和和结结束束节节中；中；定义信息存在开始节；定义信息存在开始节；第19页，本讲稿共70页产品模型数据转换标准产品模型数据转换标准STEP为了克服为了克服IGES的缺陷，扩大的缺陷，扩大CAD/CAM中几中几何和拓扑数据的范围而开发的；何和拓扑数据的范围而开发的；1.STEP的产品模型数据的产品模型数据包包括括进进行行设设计计、分分析析、制制造造、测测试试，检检验验几几何何、拓扑、公差、关系、属性、性能等数据；拓扑、公差、关系、属性、性能等数据；2.STEP的概念模型的概念模型第20页，本

15、讲稿共70页产品模型数据转换标准产品模型数据转换标准STEP采采用用形形状状特特征征信信息息模模型型，强强调调产产品品模模型型的的完完整整表表示示，模模型型信信息息分分为为应应用用层层、逻逻辑辑层层和和物理层物理层;；概念模式包括形状模型、显示和绘图、形概念模式包括形状模型、显示和绘图、形状特征和公差等；状特征和公差等；3.STEP中的特征定义中的特征定义显式特征和隐式特征；显式特征和隐式特征；第21页，本讲稿共70页DXF数据接口数据接口DXF是是AutoCAD系统的图形数据文件系统的图形数据文件；DXF是具有专门格式的是具有专门格式的ASCII码文本文件，码文本文件，易于被其他程序处理，主

16、要用于高级语言编易于被其他程序处理，主要用于高级语言编写的程序与写的程序与AutoCAD系统间的连接，或其系统间的连接，或其他他CAD系统与系统与AutoCAD系统间交换图形文系统间交换图形文件。件。第22页，本讲稿共70页DXF数据接口数据接口DXF文件结构：标题段、表段、快段、元素文件结构：标题段、表段、快段、元素段、文件结尾。段、文件结尾。第23页，本讲稿共70页计算机图形参考标准计算机图形参考标准CGRM五个层次定义计算机图形；五个层次定义计算机图形；1.CGRM的外部关系的外部关系操作员接口、应用接口、获取数据元文件接口；操作员接口、应用接口、获取数据元文件接口；2.环境模型环境模型

17、构构造造、虚虚拟拟、观观察察、逻逻辑辑、物物理理等等五五个个环环境境组成的抽象层；组成的抽象层；第24页，本讲稿共70页计算机图形参考标准计算机图形参考标准CGRM3CGRM的数据元素的数据元素六种数据元素：六种数据元素：构图：构图：集合存储器：集合存储器：标志存储器：标志存储器：聚集存储器：聚集存储器：环境状态：环境状态：处理元素：处理元素：第25页，本讲稿共70页窗口系统窗口系统特点特点:定义简洁，界面清晰，目标明确，实现定义简洁，界面清晰，目标明确，实现紧凑，功能齐全，使用方便紧凑，功能齐全，使用方便;几种常用的窗口系统几种常用的窗口系统1）Smalltalk集编程、调试、运行和输出为一

18、体的环境；集编程、调试、运行和输出为一体的环境；2）Macintosh操作系统基于窗口和图标，具有工具库，图操作系统基于窗口和图标，具有工具库，图符化；符化；第26页，本讲稿共70页窗口系统窗口系统3）NeWS基基于于UNIX，支支持持网网络络，具具有有与与设设备备无无关关的的图图形形系系统统，特殊的成象模型和页面描述语言；特殊的成象模型和页面描述语言；4）X窗口系统窗口系统X11的特点；的特点；基本概念；基本概念；5）Windows特点；特点；窗口组成；窗口组成；建立建立Windows应用程序的步骤；应用程序的步骤；第27页，本讲稿共70页窗口系统窗口系统流行的图形用户接口流行的图形用户接口

19、1）OpenLook在在X窗口系统的基础上建立的窗口系统的基础上建立的GUI环境；环境；2）Motif基于基于X窗口，由工具箱、用户界面语言、窗窗口，由工具箱、用户界面语言、窗口管理系统、风格指南文档等；口管理系统、风格指南文档等；3)OpenGL第28页，本讲稿共70页交互式技术与用户接口交互式技术与用户接口提出问题提出问题如何设计一个好的用户接口如何设计一个好的用户接口为什么要定义逻辑输入设备为什么要定义逻辑输入设备交互式绘图技术有哪些？交互式绘图技术有哪些？第29页，本讲稿共70页交互的作用交互的作用用用户户动动态态输输入入位位置置坐坐标标、选选择择功功能能、拾拾取取操操作对象、设置参数

20、等；作对象、设置参数等；拉近计算机和人的距离，提高工作效率，介绍拉近计算机和人的距离，提高工作效率，介绍错误。错误。第30页，本讲稿共70页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。么手段来操作系统的功能实现等。最重要的就是高效率和对用户的友好性最重要的就是高效率和对用户的友好性第31页，本讲稿共70页用户接口的形式用户接口的形式子程序库、专用语言、交互命令子程序库、专用语言、交互命令1）子程序库）子程序库用

21、某种高级语言来扩展一系列的过程（函数）用某种高级语言来扩展一系列的过程（函数），实现有关的图形设计和处理；常用的子程，实现有关的图形设计和处理；常用的子程序库包括：序库包括：GKS，GKS3D，PHIGS，GL，OPENGL等；等；第32页，本讲稿共70页用户接口的形式用户接口的形式功能包括：功能包括：1）基本图素）基本图素如点、线、矩形、多边形、圆、字符、曲线、曲面等；如点、线、矩形、多边形、圆、字符、曲线、曲面等；2）坐标转换）坐标转换平移、旋转、比例、对称、视图和投影变换、裁剪等；平移、旋转、比例、对称、视图和投影变换、裁剪等；3）图形属性和显示方式的设定）图形属性和显示方式的设定线形、

22、线宽、颜色等；线形、线宽、颜色等；4）输入输出）输入输出输入输出设备的驱动等；输入输出设备的驱动等；5）真实图形的处理）真实图形的处理线、面的消隐，光照模型，等；线、面的消隐，光照模型，等；6）用户界面设计）用户界面设计菜单、对话框、命令行、出错信息等；菜单、对话框、命令行、出错信息等；第33页，本讲稿共70页用户接口的形式用户接口的形式2）专用语言）专用语言解释型和编译型等两种；解释型和编译型等两种；1）解释型）解释型首首先先检检查查关关键键字字，其其次次拼拼参参数数，最最后后调调用用处处理理程程序序产产生生数数据据或或图形；图形；2）编译型）编译型词法分析：词法分析：识别关键字、标识符、常

23、数、界符等；识别关键字、标识符、常数、界符等；语法分析：语法分析：判断语法的正确性；判断语法的正确性；数据生成：数据生成：产生相应的数据或图形产生相应的数据或图形；第34页，本讲稿共70页用户接口的形式用户接口的形式3）交互命令）交互命令基基于于模模型型，实实现现用用户户所所需需要要的的输输入入、选选择择、拾拾取取、编辑等操作；编辑等操作；第35页，本讲稿共70页1）用户模型）用户模型用用户户模模型型（UserMode）是是用用户户接接口口设设计计的的基基础础，它它提提供供给给用用户户有有关关他他所所处处理理的的对对象象以以及及作作用用于于这这些些对对象象的的处处理理过过程程的的一一个个概概念

24、念性性模模型型。用用户户接接口口模模型型对对于于用用户户，模模型型要要尽尽量量接接近近现现实实，对对开开发发者者，模型要具有严格的形式化描述；模型要具有严格的形式化描述；第36页，本讲稿共70页2)交互命令执行过程交互命令执行过程接受用户命令，检验是否有误，调用相应模块，输出结果；接受用户命令，检验是否有误，调用相应模块，输出结果；13)编辑操作编辑操作增操作：增操作：设定位点、选择输出结果、输入参数等；设定位点、选择输出结果、输入参数等；删操作：删操作：拾取和确认删除对象、删除对象、修改对象等；拾取和确认删除对象、删除对象、修改对象等；改操作：改操作：拾取和确认修改对象、输入参数、输出结果等

25、；拾取和确认修改对象、输入参数、输出结果等；第37页，本讲稿共70页14)编辑操作的实现编辑操作的实现1）三表结构三表结构在用户数据表、显示数据表、用户在用户数据表、显示数据表、用户/显示数据对照表中实现；显示数据对照表中实现；用户数据表存放用户坐标系下的数据；用户数据表存放用户坐标系下的数据；显示数据表存放设备坐标系下的数据；显示数据表存放设备坐标系下的数据；由于用户由于用户/显示数据对照表的存在，实现了间接的一对多的映象关系；显示数据对照表的存在，实现了间接的一对多的映象关系；从用户坐标系到设备坐标系的编辑通过标识符进行的，且整体操作；从用户坐标系到设备坐标系的编辑通过标识符进行的，且整体

26、操作；从从设设备备坐坐标标系系到到用用户户坐坐标标系系，对对屏屏幕幕显显示示的的图图形形，通通过过拾拾取取实实现现局局部部的的编编辑辑操作；操作；2）单表结构单表结构没没有有显显示示数数据据表表和和用用户户/显显示示数数据据对对照照表表，直直接接对对用用户户数数据据表表进进行行的的编编辑辑操作；操作；基于显示数据，利用用户坐标系和设备坐标系之间的转换和逆转换实现的；基于显示数据，利用用户坐标系和设备坐标系之间的转换和逆转换实现的；第38页，本讲稿共70页逻辑输入设备与输入处理逻辑输入设备与输入处理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：第39页，本讲稿共7

27、0页表表2-1 图形输入设备的逻辑分类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定位设备(Locator)指定一个点的坐标位置指定一个点的坐标位置(x,y)笔划设备笔划设备(Stroke)指定一系列点的坐标指定一系列点的坐标定值设备定值设备(Valuator)输入一个整数或实数输入一个整数或实数字符串设备字符串设备(String)输入一串字符输入一串字符选择设备选择设备(Choice)选择某个菜单项选择某个菜单项拾取设备拾取设备(Pick)选择显示着的图形的组选择显示着的图形的组成部分成部分第40页，本讲稿共70页设备的评价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

28、层设备层任务层任务层对话层对话层第41页，本讲稿共70页具体如下具体如下定位设备定位设备典型方法是定位屏幕光标。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。化仪的触笔或手动光标等。第42页，本讲稿共70页定位设备分为三类：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第43页，本讲稿共70页笔划设备笔划设备笔笔划划设设备备的的输输入入等等于于多多次次调调用用定定位位设设备备，产产生生一一系系列列的的坐标值，根据

29、产生的坐标值可产生多边形和曲线等坐标值，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定值设备常用来输入各种参数和数据。第44页，本讲稿共70页字符串设备字符串设备即进行字符串输入即进行字符串输入选择设备选择设备选选择择设设备备用用来来选选择择菜菜单单选选项项、属属性性选选项项和和用于构图的对象形状等。用于构图的对象形状等。第45页，本讲稿共70页拾取设备拾取设备用拾取技术拾取一个图形对象：用拾取技术拾取一个图形对象：(1)利用定位设备利用定位设备冲突问题：冲突问题：第46页，本讲稿共70页解决方法：解决方法：在在图图形形对对象象生生成成时时就就对对每每一

30、一个个对对象象确确定定其其拾拾取取优优先级先级采用依次对拾取图形设立标志的办法。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。找距离最近的对象优先拾取。第47页，本讲稿共70页对对一一条条以以点点(x1,y1)和和点点(x2,y2)为为端端点点的的线线段段来来说说，从从点点P0(x0,y0)到该线段距离的平方由下式来计算：到该线段距离的平方由下式来计算：第48页，本讲稿共70页(2)指定拾取窗口指定拾取窗口拾取窗口是以光标位置为中心的一个矩形窗口拾取窗口是以光标位置为中心的一个矩形窗口第49页，本讲稿共70页(3)矩形包围矩形包围(4)直接键入结构名字直接键入结构名字第50页，本

31、讲稿共70页输入模式输入模式输入模式输入模式即如何管理、控制多种输入设备进行工作即如何管理、控制多种输入设备进行工作常常用用的的输输入入模模式式有有请请求求（request）、采采样样（sample）、事事件（件（event）及其组合形式等几种。及其组合形式等几种。第51页，本讲稿共70页1.请求方式（请求方式（requestmode）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，程程序序在在输输入入请请求求发出后一直被置于等待状态直到数据输入。发出后一直被置于等待状态直到数据输入。2.取样方式（取样方式（samplemode）此此时时，应应用用程程序序和和输输入入设设备备同同

32、时时工工作作，当当输输入入设设备备工工作作时时，存存储储输输入入数数据据，并并不不断断地地更更新新当当前前数数据据，当当程程序序要要求求输输入时，程序采用当前数据值。入时，程序采用当前数据值。第52页，本讲稿共70页3.事件方式（事件方式（eventmode）每每次次用用户户对对输输入入设设备备的的一一次次操操作作以以及及形形成成的的数数据据叫叫做做一一个个事件事件(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，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

33、被取出进行处理。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当某设备被置成事件方式，程序和设备同时工作第53页，本讲稿共70页4.输入方式的组合使用输入方式的组合使用一一个个应应用用程程序序同同时时可可在在几几种种输输入入模模式式方方式式下下应应用用几几个个不不同的输入设备来进行工作。同的输入设备来进行工作。第54页，本讲稿共70页交互式绘图技术交互式绘图技术基本交互绘图技术基本交互绘图技术回显第55页，本讲稿共70页约束约束约约束束：在在图图形形绘绘制制过过程程中中对对图图形形的的方方向向、对对齐齐方方式式等等进进行行规定和校准。规定和校准。网格:绘制整

34、齐精确图形的一种技术.引力域引力域引引力力域域：将将靠靠近近某某一一点点的的任任意意输输入入位位置置“吸吸引引”到到该该点点上上来，好象在该点的周围产生一个来，好象在该点的周围产生一个“引力域引力域”。第56页，本讲稿共70页橡皮筋技术橡皮筋技术橡橡皮皮筋筋技技术术：针针对对输输入入要要求求，动动态态地地、连连续续地地将将输输入入过过程程表表现现出出来来，直直到到产产生生用用户户满满意意的的输输入入结结果果为止。为止。草拟技术草拟技术草拟技术草拟技术用以实现用户任意画图的要求。用以实现用户任意画图的要求。两种保存方式两种保存方式两种采样方式两种采样方式第57页，本讲稿共70页拖动拖动拖拖动动是

35、是将将图图形形对对象象在在空空间间移移动动的的过过程程动动态态地地、连连续续地地表示出来，直到满足用户的位置要求为止表示出来，直到满足用户的位置要求为止。旋转旋转形变第58页，本讲稿共70页三维交互技术三维交互技术困难困难用用户户难难以以区区分分屏屏幕幕上上光光标标选选择择到到对对象象的的深深度度值值和和其其他他显示对象的深度值。显示对象的深度值。键键盘盘、鼠鼠标标、数数字字化化仪仪等等交交互互设设备备均均为为二二维维的的，不不能能适适应应三维交互工作的需要。三维交互工作的需要。第59页，本讲稿共70页拾取图形拾取图形假设：假设：设备坐标系；设备坐标系；拾取点为拾取点为；图形已显示且包含坐标值

36、；图形已显示且包含坐标值；拾取图形与其它图形不拾取图形与其它图形不冲突；第60页，本讲稿共70页1)点的拾取点的拾取对对于于其其中中的的一一点点，若若满满足足（r为为控控制制精精度度）：即在以即在以为圆心，半径为为圆心，半径为r的圆内，则拾取的圆内，则拾取成功；成功；第61页，本讲稿共70页2）符号集的拾取）符号集的拾取对每个符号重复点的拾取；对每个符号重复点的拾取；3）直线段的拾取）直线段的拾取设设直直线线段段的的两两个个端端点点为为，直直线线的的方方程程可可求出，而直线的斜率可如下求出：求出，而直线的斜率可如下求出：满足该斜率的直线为：满足该斜率的直线为：y=kx+b;第62页，本讲稿共7

37、0页分别将分别将代入可得到三个相应的代入可得到三个相应的b;若若则则在在，距离为距离为r的两个点所夹区域内；的两个点所夹区域内；若若到直线段的距离再满足控制精度到直线段的距离再满足控制精度r，这两个条件这两个条件均成立，则直线段均成立，则直线段可拾取；可拾取；4）折线段的拾取）折线段的拾取重复调用直线段的拾取；重复调用直线段的拾取；5）曲线的拾取）曲线的拾取离散成折线处理；离散成折线处理；第63页，本讲稿共70页6）字符串的拾取）字符串的拾取构构造造一一个个包包含含该该字字符符的的凸凸四四边边形形，对对角角线线的的交交点点为为中中心心，中中心心到到四四边边中中点点距距离离平平均均值值为为半半径

38、径的的圆圆，当当所所拾拾取取的的点点在在该该圆圆内内时时，即为拾取；即为拾取；7）多边形的拾取）多边形的拾取对每条线段分别判断；对每条线段分别判断；8）多义性拾取的处理（即拾取点在多个图形显示领）多义性拾取的处理（即拾取点在多个图形显示领域中）域中）确定拾取的优先级；用户确认；确定拾取的优先级；用户确认；9）三维图形的处理（略）三维图形的处理（略）拾取领域为球或立方体，进行点拾取领域为球或立方体，进行点/面、点面、点/体等测试；体等测试；第64页，本讲稿共70页交互系统的设计交互系统的设计1表现形式表现形式1）屏幕的划分屏幕的划分根据屏幕的大小、分辨率进行划分；根据屏幕的大小、分辨率进行划分；

39、2）字体的选用字体的选用注意利用字体建立视觉上的层次关系；注意利用字体建立视觉上的层次关系；3）颜色的选择颜色的选择颜色、灰度的选择；颜色、灰度的选择；4）系统的开启系统的开启系统启动的方式对系统启动的方式对用户产生第一印象；第65页，本讲稿共70页交互系统的设计交互系统的设计1.表现形式表现形式5)窗口窗口窗口的排列、刷新等；窗口的排列、刷新等；6）菜单菜单固定式、瀑布式、弹出式等；固定式、瀑布式、弹出式等；7)图形符号和光标图形符号和光标采用不同的图形和光标产生位置感和动画感；采用不同的图形和光标产生位置感和动画感；第66页，本讲稿共70页交互系统的设计交互系统的设计2工作方式工作方式1）

40、固定式输入输出）固定式输入输出2）对话框式）对话框式3）图形符号式）图形符号式4)菜单式菜单式第67页，本讲稿共70页交互系统的设计交互系统的设计3命令集命令集采采用用层层次次结结构构、树树形形结结构构来来描描述述命命令令的的顺顺序序和排列；可生长性、顺序性、删改性等；和排列；可生长性、顺序性、删改性等；4.对话序列对话序列第68页，本讲稿共70页交互式系统的实现交互式系统的实现通常采用菜单驱动、数据驱动、事件驱动等几通常采用菜单驱动、数据驱动、事件驱动等几种方式；种方式；1菜单驱动菜单驱动根据用户选择不同的菜单项而转向相应的根据用户选择不同的菜单项而转向相应的程序入口驱动相应的模块；程序入口驱动相应的模块；2.数据驱动数据驱动第69页，本讲稿共70页对话过程由控制信息控制，并存放在控制信息文件中；对话过程由控制信息控制，并存放在控制信息文件中；所需数据存放在数据文件中；所需数据存放在数据文件中；二者通过指针相联系；二者通过指针相联系；通过这两个文件的修改而实现各种不同的交互命令；通过这两个文件的修改而实现各种不同的交互命令；3事件驱动事件驱动用户通过一系列事件来驱动程序的执行；用户通过一系列事件来驱动程序的执行；控制序列采用树形结构；控制序列采用树形结构；VisualC+,VB为例；为例；第70页，本讲稿共70页