第8章交互技术与用户接口祥解.ppt

第 8 章 交互技术与用户接口 8.1 计算机图形软件标准化 8.2 用户接口 8.3 交互任务和交互技术 8.4 交互式图形程序库OpenGL 8.5 构造一个简单的交互式图形系统 习题 8.1 计算机图形软件标准化 8.1.1 图形软件标准 计算机图形软件的标准通常是指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, 以及供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准, 前者称为数据及文件格式标准, 后者称为子程序界面标准。 计算机图形软件标准在图形及其应用系统各界面之间的作用和关系如图8.1所示, 其中CGM和CGI是面向图形设备的接口标准; GKS、 GKS-3D、 PHIGS、 OpenGL等是面向图形应用软件的标准; IGES和STEP是面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文件格式的标准。 图形化的用户接口——窗口系统是近几年来蓬勃发展并广泛应用的工业标准, 其典型代表有工作站上的Motif、 OpenLook和个人计算机上的Ms-Windows。 8.1.2 常用图形软件标准简介 1. 计算机图形元文件(CGM-Computer Graphics Metafile) CGM是ANSI 1986年公布的标准, 1987年成为ISO标准。 它是一套与设备无关的语义、 词法定义的图形文件格式, 提供了随机存取、 传送、 简洁定义图形的手段。 CGM标准规定了生成、 存储、 传送图形信息的格式。 设计CGM的主要目的是: (1) 提供图形存档的数据格式; (2) 作为假脱机绘图的图形协议; (3) 为图形设备接口标准化创造条件; (4) 便于检查图形中的错误, 保证图形质量; (5) 提供了把不同图形系统所产生的图形集成到一起的一种手段。 CGM的结构如图8.2所示。 每个图形元文件由一个元文件描述体和若干个逻辑上独立的图形描述体顺序组成。 每个图形描述体由一个图形描述单元和一个图形数据单元构成。 2. 图形核心系统(GKS-Graphics Kernel System) GKS提供了在应用程序和图形输入/输出设备之间的功能接口, 是一个子程序接口标准。 它只定义了一个独立于语言的图形系统核心, 在具体应用中, 必须以符合使用语言约定的方式, 把GKS嵌入到相应的语言之中。 GKS在图形应用中的地位如图8.3所示。 GKS提供一系列交互和非交互式图形设备的全部基本图形处理功能, 大致可分为以下10类: ? (1) 控制功能: 打开、 关闭GKS, 以使工作进入或退出活动状态和删除工作站等; (2) 输出功能: 确定输出图形的类型; (3) 输出属性: 设定图素的各种属性以及各种图素在工作站上的表现方式; (4) 变换功能: 实现规范化变换和工作站变换; (5) 图组功能: 对图形进行生成、 删除、 复制以及实现图组属性控制; (6) 输入功能: 对各种输入设备初始化, 设定设备方式, 确定输入控制方式; (7) 询问功能: 查询GKS描述表、 状态表、 出错表、 工作站描述表、 图素表等; (8) 实用程序: 实现坐标变换等; (9) 元文件处理; (10) 出错处理。 GKS定义了以下六种输入功能: (1) 定位设备(Locator): 提供用户坐标系中某一点的坐标, 并变换到规格化的设备坐标系中; (2) 笔划设备(Stroke): 输入用户坐标系中一组点的坐标, 并变换到规格化的设备坐标系中; (3) 定值设备(Valuator): 取得一个整数或实数值; (4) 选择设备(Choice): 从一组可以选择的对象中选取一个, 并输出一个标志(通常是一个非负的整数); (5) 拾取设备(Pick): 用游标选定一个图素、 图段或整图(含正文), 并输出相应的选择标志符或图段名; (6) 字符串设备(String): 接