CG-7图形交互技术

第七章图形交互技术和用户界面设计7.1逻辑输入设备7.2

逻辑设备输入模式7.3交互式图形设计方法17.1逻辑输入设备逻辑输入设备为减少系统对物理设备的依赖型，提高系统的独立性和灵活性为使图形软件独立于具体的硬件设施，使图形输入命令不涉及具体的输入设备，而只涉及该命令所需的参数27.1逻辑输入设备图形输入设备按照其逻辑功能分为：⒈定位设备(Locator)：指定单点位置坐标⒉笔划设备(Stroke)：指定一组点位置坐标⒊字符串设备(String)：指定文字输入⒋定值设备(Valuator)：指定标量值⒌选择设备(Choice)：选择菜单项⒍拾取设备(Pick)：选择图形组成部分37.1逻辑输入设备１．定位设备－指定单点位置坐标键盘光标控制键直接输入坐标值鼠标触摸屏光笔操纵杆数字化仪47.1逻辑输入设备2．笔划设备－输入一组点坐标鼠标、轨迹球、游戏杆连续移动定位点，并将其转化为一组坐标值数字化仪连续模式画笔系统手写识别设备57.1逻辑输入设备３．字符串设备－输入字符串键盘手写识别设备绘制字符模式识别－用存储有预定义图案特征的字典来解释识别效果因人而异67.1逻辑输入设备４．定值设备－输入数据值键盘通过鼠标、游戏杆、轨迹球等交互设备快速移动滑动标记、按键、旋转式标尺和菜单等输入相应数据其它定值输入设备77.1逻辑输入设备５．选择设备－选择菜单项鼠标键盘功能键键盘上的某个键可以被应用程序定义为功能键，按下某个功能键即可执行相应当功能触摸屏声音输入设备87.1逻辑输入设备６．拾取设备－选定屏幕上的图形对象同选择设备键盘、鼠标、游戏杆9第七章图形输入与交互技术7.1逻辑输入设备7.2逻辑设备输入模式7.3交互式图形设计方法7.4交互设计技术用户图形界面

107.2逻辑设备输入模式逻辑设备输入模式指明程序如何与输入设备进行信息交互在交互输入过程中，常用的输入模式有以下3种：请求模式取样模式事件模式117.2逻辑设备输入模式１．请求模式--程序要求输入只有应用程序对相应的设备发出输入要求后，该设备才能作相应的输入输入过程从提出请求开始，持续到接收到所要求的数据为止程序和输入设备交替工作，设备处于等待状态直到程序提出输入请求，然后程序处于等待状态直到收到数据127.2逻辑设备输入模式请求模式的工作过程请求模式的工作过程137.2逻辑设备输入模式２．取样模式--程序和输入设备同时提供数据应用程序和输入设备各自独立地操作和运行对某输入设备设置了取样方式，该设备立即就可以进行数据输入，而不必等待程序中的输入要求输入设备的新数据不断自动替换缓冲区中的原数据当程序需要时，从缓冲区取得当前最新值147.2逻辑设备输入模式取样模式的工作过程取样模式的工作过程157.2逻辑设备输入模式３．事件模式--设备要求数据输入程序和输入设备同时工作，输入设备要求数据输入输入设备将数据放在一个事件队列中,当应用程序需要数据时，从事件队列中取得由于有多种不同输入设备，事件队列中包含了按输入顺序混合的各种不同数据在事件方式下，可同时应用多台输入设备以加快交互处理167.2逻辑设备输入模式事件模式的工作过程事件模式的输入过程17第七章图形输入与交互技术7.1逻辑输入设备7.2

逻辑设备输入模式7.3交互式图形设计方法7.4交互设计技术用户图形界面

187.3交互式图形设计方法交互式图形设计方法帮助用户进行交互式设计提供的多种输入方法，可以根据要求对输入的信息进行调整和解释利用交互式图形设计方法，用户可以很容易地实现某些特定的、限制性输入形式197.3.1基本图形拾取方法7.3.1拾取方法用于直接选择图形，最基本的拾取算法有：点的拾取线段的拾取多边形的拾取207.3.1基本图形拾取方法1.点的拾取由于在理论上点都是没有大小的，让两个没有大小的点完全重合，操作起来比较困难。一般采用区域法，光标点与待拾取点的距离小于给定的精度，即可拾取点的圆形拾取域(xL-x)2+(yL-y)2≤r2点的正方形拾取域|xL-x|≤r，|yL-y|≤r217.3.1基本图形拾取方法2.线段的拾取假设线段的两个端点为P0(x0,y0)和P1（x1,y1)。如果当前光标点PL(xl,yL)位于图中高为2r的矩形上时，认为直线段被拾取oxyP0PLP1227.3.1基本图形拾取方法3.多边形的拾取判断当前光标位置点PL(xl,yL)是否在多边形内部，如果在多边形内部该多边形被拾取，否则不被拾取射线法由点PL(xl,yL)出发向任意方向作射线，计算此射线与多边形所有边的交点个数如果交点个数为奇数，则点PL(xl,yL)在多边形内部如果交点个数为偶数（包括0），则点PL(xl,yL)不在多边形内部2317.3.1基本图形拾取方法奇点（射线与多边形顶点相交）的处理如果交点为边的下方端点，予以计数如果交点为边的上方端点，不予计数射线与水平方向边的交点忽略不计1个交点2个交点0个交点1个交点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务标尺、刻度盘、按钮约束网格引力场导向线257.3.2基本定位、取值方法4.约束（正交）约束技术是将光标位置点作为基点，在约束点集中自动找出最近似点，作为最终目的点，以使新的坐标点满足预先设定的几何特征。如要求直线具有特定方向和对齐方式最常用的约束是直线的水平或垂直对齐通过判定两个输入端点更接近水平方向还是垂直方向，来产生水平或垂直直线267.3.2基本定位、取值方法5.网格网格化是绘制整齐、精确图形的一种技术网格由均匀分布的水平、垂直线组成。在使用网格时，任何输入坐标位置将被移到最近的两根网格线的交点上网格线的设定网格线的方向网格线的间距网格线的显示277.3.2基本定位、取值方法6.引力场（捕捉）有时要从某线段上的顶点开始绘制另一条线段或其他图形，直接使用定位设备很难保证连接点的精确重合引力场技术自动将一个靠近特定点的光标吸附到特定点将落在内的光标，吸附在该直线上距离最近的一点带有引力场的线段

287.3.3任务选择技术7.3.3任务选择技术选择任务是从一个可供选择的对象集合中挑选出一个处理对象常见到选择集：交互图形的命令、属性、对象功能键可以用于选择命令、属性和对象，但很难用于选择图形对象本身图形对象经常变化图形对象通常多于功能键的数目图形对象太多，用户难以分清297.3.3任务选择技术常用的任务选择技术按名字选择按位置选择包围盒方法菜单选择对话框307.3.3任务选择技术1、按名字选择用户直接键入被选对象的名字来选择对象直接简单图形对象太多时，用户难以对象的名字有效的使用场合绘图区较大，对象较多，但用户知道对象的名字显示区内容杂乱无章，图形对象太小，又无法放大辅助措施联想记忆校正匹配规则命名317.3.3任务选择技术2.按位置选择利用定位设备将光标移动到待选图像上面，按确认键即可选择选择层次327.3.3任务选择技术3.包围盒方法对于每一个图形对象，取它的外接矩形，即图形对象的包围盒如果光标落在图形对象的包围盒内，该对象被选取337.3.3任务选择技术4.菜单选择设计菜单时注意的方面菜单的层次多级菜单的设置菜单项的顺序功能分组、组内按使用频率或字母顺序排列菜单的放置控制静态放置、动态放置当前被选项的显示当前被选项要有不同的显示颜色或格式347.3.3任务选择技术5.对话框选择当用户需要从一个选择集中选择多个对象时，可把多个选项放在一起，组成一个对话框，让用户集中选择Word中字体的选择避免选择多个对象时反复激活相应菜单357.3.4交互式构图技术7.3.4常用的交互式构图技术橡皮筋技术拖动操作柄技术367.3.4交互式构图技术橡皮筋技术定位操作有时依赖于环境。例如，在绘图时，已经存在一个圆C和圆外一点A，现在要确定另外一点B，使两点连线AB与圆C相切。这种点的确定可通过使用橡皮条技术而变得容易实现。用橡皮条技术定位(显示线段用异或方式)

377.3.4交互式构图技术橡皮条技术(续)橡皮条技术图例

387.3.4交互式构图技术2.拖动先选择一个对象，然后将光标向所需的方向移动，选择的对象就会随着光标实时移