CG第3章電子教案匯編

CG第3章電子(diànzǐ)教案匯編第一頁，共51頁。3.1用戶接口(jiēkǒu)設計 用戶接口確定用戶與計算機如何進行信息交換。包括用戶通過什么途徑(tújìng)與圖形系統(tǒng)進行聯(lián)系，通過什么手段來操作系統(tǒng)的功能實現(xiàn)等。要點：高效；友好；方便第二頁，共51頁。2023/5/623.1.1用戶(yònghù)模型用戶模型〔UserMode〕是用戶接口(jiēkǒu)設計的根底，它提供給用戶有關(guān)他所處理的對象以及作用于這些對象的處理過程的一個概念性模型。第三頁，共51頁。2023/5/633.1.2顯示屏幕(píngmù)的有效利用1.信息顯示(xiǎnshì)的布局合理性 用戶工作區(qū) 菜單區(qū) 顯示(xiǎnshì)提示幾反響信息區(qū)第四頁，共51頁。2023/5/64一類(yīlèi)應用圖符〔applicationicons〕2.充分而又正確(zhèngquè)地使用圖符一類(yīlèi)控制圖符〔controlicons〕第五頁，共51頁。2023/5/653.恰當?shù)厥褂酶鞣N(ɡèzhǒnɡ)表示方法進行選擇性信息顯示。一些(yīxiē)常見圖符：如加框，加亮，閃爍(shǎnshuò)，動畫，變色等第六頁，共51頁。2023/5/663.1.3反響(fǎnxiǎng)反響(fǎnxiǎng)：就是動態(tài)地顯示系統(tǒng)運行中所發(fā)生的一些變化，以便更有效地進行交互作用。簡潔，清晰(qīngxī)快速第七頁，共51頁。2023/5/673.1.4一致性原那么(nàme)一致性原那么是指在設計系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)時，應遵從統(tǒng)一的、簡單的規(guī)那么，保證不出現(xiàn)例外和特殊的情況。按用戶認為最正常、最符合(fúhé)邏輯的方式去做第八頁，共51頁。2023/5/683.1.5減少(jiǎnshǎo)記憶量重要(zhòngyào)的是喚醒用戶的識別而不是記憶。第九頁，共51頁。2023/5/693.1.6回退和出錯(chūcuò)處理回退〔undo〕機制取消〔Cancel〕機制確認(quèrèn)機制設計好的診斷程序提供出錯消息對可能導致錯誤的一些動作進行預測約束機制：動作與對象相一致第十頁，共51頁。2023/5/6103.1.7聯(lián)機幫助 為用戶提供(tígōng)聯(lián)機幫助(On-LineHelp)措施，能在用戶操作過程中的任何時刻提供(tígōng)請求幫助。第十一頁，共51頁。2023/5/6113.1.8視覺效果設計(shèjì)色彩的使用:選擇色彩比照時以色調(diào)比照為主。就色調(diào)而言，最容易引起視覺疲勞的是蘭色和紫色，其次是紅色和橙色；而黃色、綠色、藍綠色和淡青色等色調(diào)不容易引起視覺疲勞。為減輕視覺疲勞，應在視野范圍(fànwéi)內(nèi)保持均勻的色彩的明亮度。適應不同的用戶:提供多種方法使軟件能適應不同熟練程度的用戶。第十二頁，共51頁。2023/5/612名稱基本功能定位設備(Locator)指定一個點的坐標位置(x,y)筆劃設備(Stroke)指定一系列點的坐標數(shù)值設備(Valuator)輸入一個整數(shù)或?qū)崝?shù)字符串設備(String)輸入一串字符選擇設備(Choice)選擇某個菜單項拾取設備(Pick)選擇顯示著的圖形的組成部分3.2邏輯(luójí)輸入設備與輸入處理3.2.1邏輯(luójí)輸入設備PHIGS和GKS將各種圖形輸入設備(shèbèi)從邏輯上分為六種:第十三頁，共51頁。2023/5/613⒈定位設備〔Locator〕典型方法是定位屏幕光標。定位設備有鼠標器、操縱桿、跟蹤(gēnzōng)球、空間球、數(shù)字化儀的觸筆或手動光標等。定位：定位設備位移屏幕光標位移鼠標第十四頁，共51頁。2023/5/614定位設備分為三類：直接(zhíjiē)設備和間接設備〔ToutchScreen〕絕對坐標設備和相對坐標設備〔Digitizer〕連續(xù)設備和離散設備〔KeyBoard〕手柄操縱桿第十五頁，共51頁。2023/5/615定位(dìngwèi)方法：定位是確定平面一點(x,y)或空間一點(x,y,z)的坐標。直接定位直接定位是用定位設備直接指定某個(mǒuɡè)點的位置,如鍵盤輸入。直接定位方法可以準確地給點定位.間接定位間接定位指通過定位設備的運動控制屏幕上的光標進行定位。如在移動鼠標時，根據(jù)鼠標移動的相對距離去控制屏幕上光標的移動。指點(zhǐdiǎn)桿手寫平板電腦第十六頁，共51頁。2023/5/616另外，使用數(shù)字化儀不僅(bùjǐn)可像鼠標那樣產(chǎn)生輸入點的相對坐標，還可輸入點的絕對坐標。如果我們要輸入一張圖紙，用數(shù)字化儀輸入圖上各點的絕對坐標是最適宜的方法。數(shù)字化儀第十七頁，共51頁。2023/5/617⒉筆劃(bǐhuá)設備輸入:屢次調(diào)用定位設備，產(chǎn)生一系列的坐標值，根據(jù)產(chǎn)生的坐標值可產(chǎn)生多邊形和曲線等。許多用于產(chǎn)生定位輸入的物理設備均可以用作筆畫設備，如鼠標、軌跡球和圖形輸入板等。第十八頁，共51頁。2023/5/618筆畫(bǐhuà)方法：筆畫輸入用于輸入一組坐標點，相當于屢次調(diào)用定位輸入.輸入的一組點常用于顯示(xiǎnshì)折線或作為曲線的控制點。筆畫設備鼠標、軌跡球、游戲棒連續(xù)移動的信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成為一組坐標值。圖形輸入板的連續(xù)模式可通過按鍵激活。當光標在圖形輸入板表面上移動時，就產(chǎn)生一組坐標值。手寫板第十九頁，共51頁。2023/5/619⒊定值設備常用(chánɡyònɡ)來輸入各種參數(shù)和數(shù)據(jù)。數(shù)字鍵盤，旋鈕，滑動電位器，刻度盤，等等旋鈕第二十頁，共51頁。2023/5/620定值方法(fāngfǎ)：定值〔或數(shù)值〕輸入用于設置物體旋轉(zhuǎn)角度、縮放比例因子等。它是要在給定(ɡěidìnɡ)的數(shù)字范圍內(nèi)輸入一個值?？捎面I盤鍵入數(shù)值.可用軟件的方法在屏幕上繪制一刻度尺或比例尺，用戶可用定位(dìngwèi)設備控制光標在尺子上移動實現(xiàn)數(shù)值的輸入。用刻度盤實現(xiàn)數(shù)值輸入的原理也一樣，操作員控制從圓心出發(fā)的線段繞圓心旋轉(zhuǎn)，根據(jù)顯示的角度讀數(shù)或比例數(shù)據(jù)來定值.如果要輸入一個精確的數(shù)，最好還是用鍵盤輸入。定值的幾種方法第二十一頁，共51頁。2023/5/621⒋字符串設備 進行字符串輸入。鍵盤數(shù)字化儀、光筆、聲音(shēngyīn)識別儀、觸壓板等。光筆鍵盤第二十二頁，共51頁。2023/5/622字符串方法(fāngfǎ)：鍵盤是目前輸入字符串最常用的設備.寫字板輸入字符曾經(jīng)也很流行書寫時筆畫的次序可被系統(tǒng)記錄下來，因而比脫機掃描輸入識別具有更多信息，具有更高的識別率。語音輸入也是字符串輸入以及功能選擇(xuǎnzé)的一種輸入方法.語音輸入需要使用語音識別技術(shù)。手寫板語音輸入第二十三頁，共51頁。2023/5/623⒌選擇設備 用來選擇菜單項選擇項、屬性選項和用于構(gòu)圖的對象形狀等。包括光筆、觸摸屏、數(shù)字化儀、鼠標、操縱桿、跟蹤球,字符串輸入(shūrù)設備、編程功能鍵、聲音識別儀等。第二十四頁，共51頁。2023/5/624選擇(xuǎnzé)方法：選擇是在某選擇集中選出一個元素，它可以用于指定命令，確定操作對象(duìxiàng)或選定屬性等。選擇功能可用功能鍵.可用鼠標移動光標到要選圖元附近的位置，按下鼠標的按鈕，通過軟件選擇距光標最近的圖元。畫圖(huàtú)中的選項第二十五頁，共51頁。2023/5/625菜單功能使用最普遍，也是非常重要的一種交互方法(fāngfǎ)。使用菜單可改善應用系統(tǒng)用戶接口的友好性。第二十六頁，共51頁。2023/5/626對話框和鍵盤上的按鍵也可提供(tígōng)選擇功能。對話框的內(nèi)容極豐富，在對話框中通常用于選擇功能的是選擇開關(guān)及radio按鈕〔單項選擇按鈕，以小圓框打點表示被選中〕。鍵盤選擇也極為簡單，如擊數(shù)字鍵“1〞表示使用綠色繪制，“2〞表示使用藍色繪制等.第二十七頁，共51頁。2023/5/627拾取的功能是選擇圖形對象，用于選擇場景中即將進行變換或編輯的局部。拾取一個對象的方法有：指定名稱法:通過指定欲拾取對象的名稱實現(xiàn).特征點法:選擇時讓圖形的特征點〔如線段的端點，圓心(yuánxīn)等〕以強光醒目顯示,來拾取對象.邊界盒法:對每一個子圖預先求一個邊界盒或比邊界盒大一點的ε邊界盒。分類法:分別將點,折線,弧等在有關(guān)按鍵的控制下進行拾取。拾取對象的幾種(jǐzhǒnɡ)方法⒍拾取(shíqǔ)設備第二十八頁，共51頁。2023/5/628解決方法：在圖形(túxíng)對象生成時就對每一個對象確定其拾取優(yōu)先級采用依次對拾取圖形(túxíng)設立標志的方法。找距離最近的對象優(yōu)先拾取。(1)利用定位(dìngwèi)設備拾取(shíqǔ)沖突問題：ABE?ABCDE?AB?第二十九頁，共51頁。2023/5/629計算(jìsuàn)點P0(x0,y0)到以點(x1,y1)和點(x2,y2)為端點的線段距離：第三十頁，共51頁。2023/5/630(2)指定拾取(shíqǔ)窗口拾取(shíqǔ)窗口是以光標位置為中心的一個矩形窗口第三十一頁，共51頁。2023/5/631(3)矩形(jǔxíng)包圍(4)直接(zhíjiē)鍵入結(jié)構(gòu)名字交互性較差，速度慢拾取(shíqǔ)排斥第三十二頁，共51頁。2023/5/632設備的評價三個層次：⒈設備層:硬件性能最優(yōu)化⒉任務層：單任務：選擇最正確的交互設備⒊對話層：多任務：比較(bǐjiào)優(yōu)劣第三十三頁，共51頁。2023/5/6333.2.2輸入(shūrù)模式輸入模式：管理(guǎnlǐ)、控制多種輸入設備進行工作常用輸入模式：請求〔request〕采樣〔sample〕事件(shìjiàn)〔event〕上述模式的組合形式第三十四頁，共51頁。2023/5/6341.請求模式〔requestmode〕 輸入設備在應用程序的控制(kòngzhì)下工作：程序工作，輸入設備等待程序請求遇到請求指令（request）輸入設備工作，程序等待接收數(shù)據(jù)請求滿足程序和設備輪流(lúnliú)處于工作狀態(tài)和等待狀態(tài)，由程序支配輸入設備的活動。第三十五頁，共51頁。2023/5/6352.取樣模式〔samplemode〕 應用程序和輸入設備同時工作：輸入設備連續(xù)不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)緩存區(qū)的內(nèi)容(nèiróng)不斷刷新；當程序遇到采樣語句要求輸入時，從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。程序工作數(shù)據(jù)采樣輸入設備工作數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)緩沖區(qū)第三十六頁，共51頁。2023/5/6363.事件模式〔eventmode〕程序和被置成事件方式的設備分別獨立工作。當用戶在輸入(shūrù)設備上完成一個輸入(shūrù)動作(如按一下按鈕)便產(chǎn)生一個事件，輸入(shūrù)的信息及該設備的編號等便被存放到事件隊列中等待程序的處理。不同的應用程序可到隊列中來查詢和提取與之有關(guān)的事件。程序遇到事件處理語句時，就按照先進先出的原那么從事件隊列中取出隊首事件予以處理。如果事件隊列為空，程序那么等待一定的時間片，等待事件的發(fā)生。事件隊列輸入設備工作數(shù)據(jù)輸入程序工作事件處理第三十七頁，共51頁。2023/5/637事件模式的工作(gōngzuò)過程第三十八頁，共51頁。2023/5/6384.輸入方式的組合使用現(xiàn)代的計算機圖形輸入系統(tǒng)往往不是單一(dānyī)地使用一種輸入方式，而是多種輸入方式的混合使用，即一個應用程序同時可在幾種輸入模式方式下應用幾個不同的輸入設備來進行工作。第三十九頁，共51頁。2023/5/6393.3交互式繪圖(huìtú)技術(shù)3.3.1根本交互繪圖(huìtú)技術(shù)⒈

回顯圖3-8選擇圖符的回顯回顯約束(yuēshù)拖拽引力場。。。選擇菜單的回顯第四十頁，共51頁。2023/5/640⒉約束 在圖形繪制過程中對圖形的方向、對齊方式等進行(jìnxíng)規(guī)定和校準。技術(shù)在屏幕上定義一個可見或不可見的網(wǎng)格。網(wǎng)格線是等間距的水平線和垂直線，其交點為網(wǎng)格點。在使用網(wǎng)格時，任何方式(fāngshì)輸入的點都將被定位到離該點最近的網(wǎng)格點上。定位約束(yuēshù)的例如定位約束：第四十一頁，共51頁。2023/5/641該技術(shù)用于繪制水平或垂直的線段。繪制時,假設終點和起點的連線與水平線的夾角小于45°，那么繪出一條水平線〔如以下圖〕,否那么繪制垂直線。防止(fángzhǐ)人眼或定位設備帶來的誤差，常應用于印刷線路板、大規(guī)模集成電路等設計。方向(fāngxiàng)約束：方向(fāngxiàng)約束例如第四十二頁，共51頁。2023/5/642可以看做是一種定位約束，用光標進行選圖操作時，為了使光標可以較容易地定位選擇區(qū)域中的圖形，可以將圖形的選擇區(qū)域適當變大，這就是引力場方法。例如，在每條線段的周圍假想有一個區(qū)域，光標中心落在這個區(qū)域內(nèi)時，就自動地被直線上離光標最近的一點(yīdiǎn)所代替，如同一個質(zhì)點進入直線周圍的引力場后，被吸引到這條直線上去一樣。注意引力場區(qū)域大小的選擇要適當。引力場引力場：第四十三頁，共51頁。2023/5/6433.拖拽

把一個對象放到新的位置。光標移動的同時,對象也跟著光標移動，會使用戶感覺直觀(zhíguān)，從而使得對象的定位更為精確。到目的地后松開按鈕拖動圖元光標選擇圖元拖拽圖元到新的位置第四十四頁，共51頁。2023/5/644拖拽的另一種形式(xíngshì)：針對輸入要求，動態(tài)地、連續(xù)地將輸入過程表現(xiàn)出來，直到產(chǎn)生用戶滿意的輸入結(jié)果為止。不同的只是拖動對象的形狀隨著光標位置的不同而變化。比較容易找到通過一點和一個圓相切的直線的位置。橡筋的形狀可以是任意的，可以是矩形、圓、圓弧、自由曲線，也可以是更復雜的圖形?！跋鹌そ瞑暭夹g(shù)(jìshù)拖拽技術(shù)是當前人機交互中普遍使用的技術(shù)，它可以使用戶的操作更直觀，定位更精確.拖動有時消耗(xiāohào)很大，尤其