第五章交互技术10.pptVIP

北大计算机系多媒体与人机交互 §5 交互技术及用户接口 5.1 用户接口 5.2 交互任务及技术 5.3 图形的拾取 5.4 输入控制 5.5 交互系统用户接口的设计 §5.1 用户接口 常用形式 接口模型 数据结构 §5.1 用户接口 常用形式： 3种 （1）子程序库：高级语言扩展的过程或函数调用。 标准：ISO，GKS3D，PHIGS，SGI，OpenGL等。 功能： 基本图素的生成：点、直线段、圆、圆弧、多边形、字符（汉字）、自由曲线、曲面等； 坐标变换：平移、旋转、比例、对称、窗口视区变换、裁剪、投影变换等 ； 图形属性和显示方式的设置：线型、线宽、字体、填充图案、色饱和度、亮度等； 输入输出：启动不同I/O设备，并对相应队列进行处理； 真实图形处理：选择、消除隐藏面、光照模型、生成算法； 用户界面设计：菜单、对话框定义和选择，命令行参数输入和执行，出错信息输出和处理。 §5.1 用户接口 常用形式 （2）专用语言： 功能：与子程序类似。 形式： 解释：一条语句解释并执行→可执行代码 编译：一段应用程序→编译→链接→可执行代码 （3）交互命令： 功能：输入一条命令，图形系统进行相应的处理。 形式：作为命令提供给用户 子程序包的子程序 专用语言的语句 §5.1 用户接口 接口模型 交互式用户接口是基于某种模型，实现用户输入、选择、拾取、增加、删除、修改等操作。 （1）用户接口模型 §5.1 用户接口 接口模型 EX. 如子程序调用 §5.1 用户接口 接口模型 （2）一条命令 执行过程 系统在接收一条用户命令时，用户接口的对话处理过程。 §5.1 用户接口 接口模型： （3）实现操作（增、删、改）： 增：设定位点→选择增加内容→输入参数→保存数据→输出结果 删：拾取对象→确认、删除（显示）→修改存储结构的内容 改：拾取对象→确认、输入修改参数→输出修改结果（删除旧图形，显示新图形）→修改存储结构的内容 §5.1 用户接口 数据结构： 2种 增、删、改操作与用户的数据结构密切相关，实现这类数据结构一般有2类： (1) 三表结构 3个表 §5.1 用户接口 数据结构： (2) 单表结构：只有用户数据表 工作过程： T 变换 （用户坐标系）用户数据 显示数据（设备坐标系） T-1 优点：管理工作量小（数据1套）； 缺点：拾取和输出速度慢。 §5 交互技术及用户接口 5.1 用户接口 5.2 交互任务及技术 5.3 图形的拾取 5.4 输入控制 5.5 交互系统用户接口的设计 §5.2 交互任务及技术 交互技术 用户利用交互设备把信息输入计算机的方式。 交互任务 用户输入到计算机的一个单元信息，8种： 定位：指定坐标位置； 选择：命令、属性、对象； 文本：字符串输入； 定向：形体的方向； 定路径：定位、定方向； 定量：采用拖动或直接输入方式； 三维交互任务：定位、选择、旋转等； §5.2 交互任务及技术 交互任务 8. 组合交互任务：基本交互任务的结合 对话框：选择，输入参数。 构造：主要用橡皮筋技术画基本图形。 动态控制： 鼠标移动：拾取→点亮→移动→锁定 画水平、垂直线； 拖动； 改变已有图形形状。 §5.2 交互任务及技术 交互设备 实现交互技术，完成交互任务的基础。利用图形输入装置，用户可以把一个新图送入计算机，并对已送入计算机的图形进行选择和修改，实现对图形的编辑。 按逻辑功能分为6种： 定位 笔划 送值 选择 拾取 字符串 §5 交互技术及用户接口 5.1 用户接口 5.2 交互任务及技术 5.3 图形的拾取 5.4 输入控制 5.5 交互系统用户接口的设计 §5.3 图形的拾取 意义 图形的拾取是增、删、改的基础，拾取后在存储结构中找到存放该图形的几何参数及属性的单元地址，从而进一步处理。 拾取算法条件 在二维规格化设备坐标系中实现： NDC：0.0≤X，Y≤1.0 光标（拾取点）的坐标为P0（X0，Y0 ） 常用图形拾取算法 点拾取：对于NDC中的一点P1（0.0≤X1，Y1≤1.0） 判断P0是否在以P1为园心，r为半径的园域内(r为精度)： (X1－X0)2 + (Y1－Y0)2 ≤ r2 §5.3 图形的拾取 常用图形拾取算法 符号集的拾取：依次判断符号集中每个符号的参考点。 直线段拾取： NDC中的一直线段P