CG-7圖形交互技術

第七章圖形交互技術和用戶界面設計7.1邏輯輸入設備7.2

邏輯設備輸入模式7.3交互式圖形設計方法17.1邏輯輸入設備邏輯輸入設備為減少系統(tǒng)對物理設備的依賴型，提高系統(tǒng)的獨立性和靈活性為使圖形軟件獨立于具體的硬件設施，使圖形輸入命令不涉及具體的輸入設備，而只涉及該命令所需的參數(shù)27.1邏輯輸入設備圖形輸入設備按照其邏輯功能分為：⒈定位設備(Locator)：指定單點位置坐標⒉筆劃設備(Stroke)：指定一組點位置坐標⒊字符串設備(String)：指定文字輸入⒋定值設備(Valuator)：指定標量值⒌選擇設備(Choice)：選擇菜單項⒍拾取設備(Pick)：選擇圖形組成部分37.1邏輯輸入設備１．定位設備－指定單點位置坐標鍵盤光標控制鍵直接輸入坐標值鼠標觸摸屏光筆操縱桿數(shù)字化儀47.1邏輯輸入設備2．筆劃設備－輸入一組點坐標鼠標、軌跡球、游戲桿連續(xù)移動定位點，并將其轉化為一組坐標值數(shù)字化儀連續(xù)模式畫筆系統(tǒng)手寫識別設備57.1邏輯輸入設備３．字符串設備－輸入字符串鍵盤手寫識別設備繪制字符模式識別－用存儲有預定義圖案特征的字典來解釋識別效果因人而異67.1邏輯輸入設備４．定值設備－輸入數(shù)據(jù)值鍵盤通過鼠標、游戲桿、軌跡球等交互設備快速移動滑動標記、按鍵、旋轉式標尺和菜單等輸入相應數(shù)據(jù)其它定值輸入設備77.1邏輯輸入設備５．選擇設備－選擇菜單項鼠標鍵盤功能鍵鍵盤上的某個鍵可以被應用程序定義為功能鍵，按下某個功能鍵即可執(zhí)行相應當功能觸摸屏聲音輸入設備87.1邏輯輸入設備６．拾取設備－選定屏幕上的圖形對象同選擇設備鍵盤、鼠標、游戲桿9第七章圖形輸入與交互技術7.1邏輯輸入設備7.2邏輯設備輸入模式7.3交互式圖形設計方法7.4交互設計技術用戶圖形界面

107.2邏輯設備輸入模式邏輯設備輸入模式指明程序如何與輸入設備進行信息交互在交互輸入過程中，常用的輸入模式有以下3種：請求模式取樣模式事件模式117.2邏輯設備輸入模式１．請求模式--程序要求輸入只有應用程序對相應的設備發(fā)出輸入要求后，該設備才能作相應的輸入輸入過程從提出請求開始，持續(xù)到接收到所要求的數(shù)據(jù)為止程序和輸入設備交替工作，設備處于等待狀態(tài)直到程序提出輸入請求，然后程序處于等待狀態(tài)直到收到數(shù)據(jù)127.2邏輯設備輸入模式請求模式的工作過程請求模式的工作過程137.2邏輯設備輸入模式２．取樣模式--程序和輸入設備同時提供數(shù)據(jù)應用程序和輸入設備各自獨立地操作和運行對某輸入設備設置了取樣方式，該設備立即就可以進行數(shù)據(jù)輸入，而不必等待程序中的輸入要求輸入設備的新數(shù)據(jù)不斷自動替換緩沖區(qū)中的原數(shù)據(jù)當程序需要時，從緩沖區(qū)取得當前最新值147.2邏輯設備輸入模式取樣模式的工作過程取樣模式的工作過程157.2邏輯設備輸入模式３．事件模式--設備要求數(shù)據(jù)輸入程序和輸入設備同時工作，輸入設備要求數(shù)據(jù)輸入輸入設備將數(shù)據(jù)放在一個事件隊列中,當應用程序需要數(shù)據(jù)時，從事件隊列中取得由于有多種不同輸入設備，事件隊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，可同時應用多臺輸入設備以加快交互處理167.2邏輯設備輸入模式事件模式的工作過程事件模式的輸入過程17第七章圖形輸入與交互技術7.1邏輯輸入設備7.2

邏輯設備輸入模式7.3交互式圖形設計方法7.4交互設計技術用戶圖形界面

187.3交互式圖形設計方法交互式圖形設計方法幫助用戶進行交互式設計提供的多種輸入方法，可以根據(jù)要求對輸入的信息進行調整和解釋利用交互式圖形設計方法，用戶可以很容易地實現(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.點的拾取由于在理論上點都是沒有大小的，讓兩個沒有大小的點完全重合，操作起來比較困難。一般采用區(qū)域法，光標點與待拾取點的距離小于給定的精度，即可拾取點的圓形拾取域(xL-x)2+(yL-y)2≤r2點的正方形拾取域|xL-x|≤r，|yL-y|≤r217.3.1基本圖形拾取方法2.線段的拾取假設線段的兩個端點為P0(x0,y0)和P1（x1,y1)。如果當前光標點PL(xl,yL)位于圖中高為2r的矩形上時，認為直線段被拾取oxyP0PLP1227.3.1基本圖形拾取方法3.多邊形的拾取判斷當前光標位置點PL(xl,yL)是否在多邊形內部，如果在多邊形內部該多邊形被拾取，否則不被拾取射線法由點PL(xl,yL)出發(fā)向任意方向作射線，計算此射線與多邊形所有邊的交點個數(shù)如果交點個數(shù)為奇數(shù)，則點PL(xl,yL)在多邊形內部如果交點個數(shù)為偶數(shù)（包括0），則點PL(xl,yL)不在多邊形內部2317.3.1基本圖形拾取方法奇點（射線與多邊形頂點相交）的處理如果交點為邊的下方端點，予以計數(shù)如果交點為邊的上方端點，不予計數(shù)射線與水平方向邊的交點忽略不計1個交點2個交點0個交點1個交點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標尺、刻度盤、按鈕約束網(wǎng)格引力場導向線257.3.2基本定位、取值方法4.約束（正交）約束技術是將光標位置點作為基點，在約束點集中自動找出最近似點，作為最終目的點，以使新的坐標點滿足預先設定的幾何特征。如要求直線具有特定方向和對齊方式最常用的約束是直線的水平或垂直對齊通過判定兩個輸入端點更接近水平方向還是垂直方向，來產(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網(wǎng)格由均勻分布的水平、垂直線組成。在使用網(wǎng)格時，任何輸入坐標位置將被移到最近的兩根網(wǎng)格線的交點上網(wǎng)格線的設定網(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（捕捉）有時要從某線段上的頂點開始繪制另一條線段或其他圖形，直接使用定位設備很難保證連接點的精確重合引力場技術自動將一個靠近特定點的光標吸附到特定點將落在內的光標，吸附在該直線上距離最近的一點帶有引力場的線段

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

377.3.4交互式構圖技術橡皮條技術(續(xù))橡皮條技術圖例

387.3.4交互式構圖技術2.拖動先選擇一個對象，然后將光標向所需的方向移動，選擇的對象就會隨著光標實時移