交互技术与用户接口.ppt

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1、计算机图形学计算机图形学武汉大学国际软件学院武汉大学国际软件学院 涂建光涂建光交互技术与用户接口Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学用户接口的常用形式用户接口的常用形式n子程序库子程序库lGKS，OpenGL等等l使用方便，但需要用户熟悉某种通用程序设计语言使用方便，但需要用户熟悉某种通用程序设计语言n专用语言专用语言l一般为解释性的语言一般为解释性的语言lPostScript，VRML等等n交互命令交互命令l图形界面或命令行方式，进行人机交互图形界面或命令行方式，进行人机交互l常用操作：增、删、改操作（常用三表结构实现）常用操

2、作：增、删、改操作（常用三表结构实现）交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*2Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互设备与交互任务交互设备与交互任务n定位（定位（Locator）n笔画（笔画（Stroke）n定值（定值（Valuator）n选择（选择（Choice）n拾取（拾取（Pick）n字符串（字符串（String）交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*3Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形

3、学学定定 位位n定位是确定平面一点定位是确定平面一点(x,y)或空间一点或空间一点(x,y,z)的的坐标。坐标。l直接定位：用定位设备直接指定某个点的位置直接定位：用定位设备直接指定某个点的位置,如键盘如键盘输入。直接定位方法可以准确地给点定位输入。直接定位方法可以准确地给点定位l间接定位：通过定位设备的运动控制屏幕上的光标进行间接定位：通过定位设备的运动控制屏幕上的光标进行定位。如在移动鼠标时，根据鼠标移动的相对距离去控定位。如在移动鼠标时，根据鼠标移动的相对距离去控制屏幕上光标的移动制屏幕上光标的移动交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*4指点杆手写平板

4、电脑Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*5直接输入设备直接输入设备光笔、触摸屏光笔、触摸屏鼠标手柄操纵杆光笔n间接输入设备:最普通的定位设备:鼠标及屏幕上的光标操纵杆、数字化仪及按键盘上的方向键也可以控制光标的移动Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n另外，使用数字化仪不仅另外，使用数字化仪不仅可像鼠标那样产生输入点可像鼠标那样产生输入点的相对坐标，还可输入点的相对坐标，还可输入点的绝对坐标

5、。的绝对坐标。l如果我们要输入一张图纸，如果我们要输入一张图纸，用数字化仪输入图上各点用数字化仪输入图上各点的绝对坐标是最合适的方的绝对坐标是最合适的方法。法。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*6数字化仪Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学笔笔 画画n笔画输入用于输入一组坐标点，相当于多笔画输入用于输入一组坐标点，相当于多次调用定位输入。次调用定位输入。l如指定一条折线的顶点组、指定一条自由曲如指定一条折线的顶点组、指定一条自由曲线的控制点等。线的控制点等。n笔画设备笔画设备l鼠标、轨迹球

6、、游戏棒连续移动的信号经转鼠标、轨迹球、游戏棒连续移动的信号经转换成为一组坐标值。换成为一组坐标值。l图形输入板的连续模式可通过按键激活。当图形输入板的连续模式可通过按键激活。当光标在图形输入板表面上移动时，就产生一光标在图形输入板表面上移动时，就产生一组坐标值。组坐标值。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*7Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n输入方式输入方式l与定位设备的输入方式一致。与定位设备的输入方式一致。n常用设备常用设备交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互

7、技术与用户接口*8轨迹球手写板Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学定值定值n定值设备为应用程序输入一个值定值设备为应用程序输入一个值.l如在旋转某一对象时输入一个旋转角度、缩放对象时如在旋转某一对象时输入一个旋转角度、缩放对象时输入一个比例因子以及输入文字高度、字体大小比例输入一个比例因子以及输入文字高度、字体大小比例因子等。因子等。n输入方式输入方式l直接输入数值直接输入数值l通过字符串取值通过字符串取值l通过比例尺输入通过比例尺输入l执行上下记数控制命令等。执行上下记数控制命令等。n物理设备物理设备l包括旋钮、键盘、数字化仪

8、、鼠标、方向键、编程功包括旋钮、键盘、数字化仪、鼠标、方向键、编程功能键等能键等 交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*9旋钮Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n常用的定值任务实现方法常用的定值任务实现方法交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*10o可用键盘键入数值可用键盘键入数值o可用软件的方法在屏幕上可用软件的方法在屏幕上绘制一刻度尺或比例尺，用绘制一刻度尺或比例尺，用户可用定位设备控制光标在户可用定位设备控制光标在尺子上移动实现数值的输入尺子上移动实

9、现数值的输入o用刻度盘实现数值输入的用刻度盘实现数值输入的原理也一样，操作员控制从原理也一样，操作员控制从圆心出发的线段绕圆心旋转，圆心出发的线段绕圆心旋转，根据显示的角度读数或比例根据显示的角度读数或比例数据来定值数据来定值o如果要输入一个精确的数，如果要输入一个精确的数，最好还是用键盘输入最好还是用键盘输入定值的几种方法Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学选选 择择n选选择择是是在在某某选选择择集集中中选选出出一一个个元元素素，它它可可以以用用于于指指定定命命令令，确确定定操操作作对对象象或或选定属性等选定属性等l选择功能可

10、用功能键选择功能可用功能键l可可用用鼠鼠标标移移动动光光标标到到要要选选图图元元附附近近的的位位置置，按按下下鼠鼠标标的的按按钮钮，通通过过软软件件选选择择距距光光标标最近的图元最近的图元交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*11画图中的选项Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*12n菜单功能使用最普遍，也是非常重要的一种菜单功能使用最普遍，也是非常重要的一种交互方法。使用菜单可改善应用系统用户接交互方法。使用菜单可改善应

11、用系统用户接口的友好性口的友好性分级菜单选择Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n对话框和键盘上的按键也可提供选择功能。对话框和键盘上的按键也可提供选择功能。l对话框的内容极丰富，在对话框中通常用于选择功能对话框的内容极丰富，在对话框中通常用于选择功能的是选择开关及的是选择开关及radio按钮（单选按钮，以小圆框打点按钮（单选按钮，以小圆框打点表示被选中）表示被选中）l键盘选择也极为简单，如击数字键键盘选择也极为简单，如击数字键“1”表示使用绿色表示使用绿色绘制，绘制，“2”表示使用蓝色绘制等表示使用蓝色绘制等 交互技术与用户接

12、口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*13Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n物理设备物理设备l包括光笔、触摸屏、数字化仪、鼠标、操纵包括光笔、触摸屏、数字化仪、鼠标、操纵杆、跟踪球杆、跟踪球,字符串输入设备、编程功能键、字符串输入设备、编程功能键、声音识别仪等。声音识别仪等。n输入方式输入方式l包括直接或间接在屏幕上进行选择包括直接或间接在屏幕上进行选择l字符串选择字符串选择l时间扫描时间扫描l手写输入、手写输入、l声音输入等。声音输入等。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用

13、户接口*14触摸屏Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学拾拾 取取n拾取的功能是选择图形对象，用于选择场景中即将进行拾取的功能是选择图形对象，用于选择场景中即将进行变换或编辑的部分。拾取一个对象的方法有：变换或编辑的部分。拾取一个对象的方法有：l指定名称法指定名称法:通过指定欲拾取对象的名称实现通过指定欲拾取对象的名称实现l特征点法特征点法:选择时让图形的特征点（如线段的端点，圆心等）以选择时让图形的特征点（如线段的端点，圆心等）以强光醒目显示强光醒目显示,来拾取对象来拾取对象l边界盒法边界盒法:对每一个子图预先求一个边界盒或比边

14、界盒大一点的对每一个子图预先求一个边界盒或比边界盒大一点的边界盒边界盒l分类法分类法:分别将点分别将点,折线折线,弧等在有关按键的控制下进行拾取弧等在有关按键的控制下进行拾取 交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*15拾取对象的几种方法Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n物理设备包括各种定位设备、编程功能键、物理设备包括各种定位设备、编程功能键、字符串输入设备等。字符串输入设备等。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*16笔型字符识别器Computer G

15、raphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学字符串字符串n键盘是目前输入字符串最常用键盘是目前输入字符串最常用的设备的设备n写字板输入字符曾经也很流行写字板输入字符曾经也很流行l书写时笔画的次序可被系统记录书写时笔画的次序可被系统记录下来，因而比脱机扫描输入识别下来，因而比脱机扫描输入识别具具l有更多信息，具有更高的识别率。有更多信息，具有更高的识别率。n语音输入也是字符串输入以及语音输入也是字符串输入以及功能选择的一种输入方法功能选择的一种输入方法.l语音输入需要使用语音识别技术语音输入需要使用语音识别技术 交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与

16、用户接口交互技术与用户接口*17手写板语音输入Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n物理设备物理设备:l字母键盘、数字化仪、光笔、声音识别仪、触压板字母键盘、数字化仪、光笔、声音识别仪、触压板等。等。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*18Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学三维交互设备三维交互设备n方便三维空间定位、拾取等操作方便三维空间定位、拾取等操作l三维目标定位装置、数据手套、头戴显示器等三维目标定位装置、数据手套、头

17、戴显示器等 交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*19三维交互设备Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术交互技术 n几何约束几何约束n拖拽拖拽n三维输入三维输入n新技术新技术交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*20Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学几何约束几何约束n定位约束定位约束l在屏幕上定义一个可见或不可见的网格在屏幕上定义一个可见或不可见的网格.网格线是等间网格线是等间距的水平

18、线和垂直线，其交点为网格点。在使用网格距的水平线和垂直线，其交点为网格点。在使用网格时，任何方式输入的点都将被定位到离该点最近的网时，任何方式输入的点都将被定位到离该点最近的网格点上。格点上。l假假设设定定义义网网格格单单元元的的宽宽、高高分分别别为为 a a、b b，输输入入点点的的坐坐标为（标为（x x,y y），则离它最近的网格点的坐标为：），则离它最近的网格点的坐标为：(a(int(x+a/2)/a),b(int(y+b/2)/b)交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*21定位约束的示例Computer GraphicsComputer Graphi

19、cs计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*22方向约束示例n方向约束方向约束l用于绘制水平或垂直的线段。用于绘制水平或垂直的线段。l绘制时绘制时,若终点和起点的连线与水平线的夹角小于若终点和起点的连线与水平线的夹角小于4545，则绘出一条水平线（如下图），则绘出一条水平线（如下图）,否则绘制垂否则绘制垂直线。直线。l避免人眼或定位设备带来的误差，可以应用于印避免人眼或定位设备带来的误差，可以应用于印刷线路板或大规模集成电路的设计。刷线路板或大规模集成电路的设计。Computer GraphicsComputer Graphi

20、cs计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*23 引力场 n引力场引力场l可以看做是一种定位约束，用光标进行选图操作时，可以看做是一种定位约束，用光标进行选图操作时，为了使光标可以较容易地定位选择区域中的图形，为了使光标可以较容易地定位选择区域中的图形，可以将图形的选择区域适当变大，这就是引力场方可以将图形的选择区域适当变大，这就是引力场方法。法。l例如，在每条线段的周围假想有一个区域，光标中例如，在每条线段的周围假想有一个区域，光标中心落在这个区域内时，就自动地被直线上离光标最心落在这个区域内时，就自动地被直线上离光标最近的

21、一点所代替，如同一个质点进入直线周围的引近的一点所代替，如同一个质点进入直线周围的引力场后，被吸引到这条直线上去一样。力场后，被吸引到这条直线上去一样。l注意引力场区域大小的选择要适当。注意引力场区域大小的选择要适当。Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学拖拖 拽拽 n要要把把一一个个对对象象放放到到新新的的位位置置.如如果果光光标标移移动动的的同同时时,对对象象也也跟跟着着光光标标移移动动.会会使使用用户户感感觉觉更更直直观，从而使得对象的定位更为精确。观，从而使得对象的定位更为精确。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术

22、与用户接口交互技术与用户接口*24拖拽图元到新的位置 Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学n拖拽技术是当前人机交互中普遍使用的技术，拖拽技术是当前人机交互中普遍使用的技术，它可以使用户的操作更直观，它可以使用户的操作更直观，定位更精确定位更精确。拖拖动有时耗费很大动有时耗费很大，尤其当图像很大或图形很复，尤其当图像很大或图形很复杂时，拖拽可能变的很慢。杂时，拖拽可能变的很慢。n“橡皮筋橡皮筋”技术技术l拖拽的另一种形式。拖拽的另一种形式。l不同的只是拖动对象的形状随着光标位置的不同而不同的只是拖动对象的形状随着光标位置的不同而变

23、化。变化。l橡橡皮皮筋的形状可以是任意的筋的形状可以是任意的，可以是矩形、圆、圆，可以是矩形、圆、圆弧、自由曲线，也可以是更复杂的图形。弧、自由曲线，也可以是更复杂的图形。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*25Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学三维输入三维输入 n输输入入一一个个立立体体图图时时，常常常常是是将将点点、线线、面面单单独独输输入入的的。而而对对一一个个点点、一一条条线线或或一一个个面面来来说说，只只要要在在三三视视图图上上给给出出足足够够的的信信息息，总总是是可可以以唯唯一

24、地确定它在三维空间中的对应图形。一地确定它在三维空间中的对应图形。l例例如如输输入入一一个个点点时时，只只要要在在任任意意两两个个视视图图中中确确定定点点的的位位置置,便便可可唯唯一一地地确确定定三三维维空空间间中中的的一一个个点点的的坐坐标（标（x x，y y，z z）。）。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*26在三视图上作三维输入Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学l在在三三视视图图上上输输入入直直线线段段上上两两端端点点便便确确定定了了三三维空间的一条直线维空间的一条直线.l把把一一

25、个个面面上上的的各各顶顶点点在在三三视视图图上上输输入入后后，就就唯一地确定了三维空间中的一个面。唯一地确定了三维空间中的一个面。l如如果果把把一一个个多多面面体体的的各各面面均均用用上上述述方方法法输输入入，也就在三维空间中输入了一个多面体。也就在三维空间中输入了一个多面体。n用用三三视视图图来来输输入入立立体体图图是是目目前前一一种种主主要要的输入手段的输入手段.交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*27Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户

26、接口交互技术与用户接口*28用三视图输入三维图形用三视图输入三维图形yzyABCABC ABCxzxComputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*293D MAX中的三维建模中的三维建模Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学新的交互技术新的交互技术 视线跟踪视线跟踪 交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*30手势识别语音识别依据手的运动识别数字的手机Computer

27、GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*31表情识别自然语言理解手写识别Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*32 n多媒体技术的支持多媒体技术的支持l目前广泛使用的是字符和图形用户界面，通过用户输目前广泛使用的是字符和图形用户界面，通过用户输入字符串或点击图标等向计算机送入数据或命令，计入字符串或点击图标等向计算机送入数据或命令，计算机也通

28、过输出字符串或图形告诉用户计算结果和其算机也通过输出字符串或图形告诉用户计算结果和其他信息。他信息。多媒体技术l计算机所表现的信息除了计算机所表现的信息除了文字、图形外，还包括声文字、图形外，还包括声音、静止图像、动态图像、音、静止图像、动态图像、动画等。动画等。l多媒体技术是将正文、声多媒体技术是将正文、声音、图形、静止图像、动音、图形、静止图像、动态图像等与计算集成在一态图像等与计算集成在一起的技术。起的技术。l多媒体技术应用于计算机多媒体技术应用于计算机系统，将使人们得到更直系统，将使人们得到更直观的信息，从而简化用户观的信息，从而简化用户的操作，扩展应用范围。的操作，扩展应用范围。Co

29、mputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*33n多通道交互多通道交互l同一时刻用户可以采用多个通同一时刻用户可以采用多个通道与计算机进行交互，以提高道与计算机进行交互，以提高人机交互的效率和自然性。人机交互的效率和自然性。l可以利用各种通道、设备和交可以利用各种通道、设备和交互方式的互补性，整合来自多互方式的互补性，整合来自多个通道的信息，提高对用户输个通道的信息，提高对用户输入的识别率，从而提高交互的入的识别率，从而提高交互的自然性、灵活性和准确性，使自然性、灵活

30、性和准确性，使人机交互方式向人与人交互方人机交互方式向人与人交互方式靠拢。式靠拢。l当一个通道由于设备故障或环当一个通道由于设备故障或环境限制等原因不能使用时，用境限制等原因不能使用时，用户可以选择其他通道，使交互户可以选择其他通道，使交互继续下去。继续下去。多通道交互Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*34n自然语言接口自然语言接口l基于自然语言知识的人机交互系统。基于自然语言知识的人机交互系统。l自然语言接口能理解用户用自然语言表达的请求，将自然语言接

31、口能理解用户用自然语言表达的请求，将其映射为相应软件的操作命令，并提交软件执行，最其映射为相应软件的操作命令，并提交软件执行，最后软件产生的结果以用户可理解的方式反馈给用户。后软件产生的结果以用户可理解的方式反馈给用户。自然语言的理解Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*35n计算机支持协同工作计算机支持协同工作n（CSCWCSCW,Computer Computer Supported Cooperative Supported Cooperative W

32、orkWork）l很好地适应了社会信息化、很好地适应了社会信息化、经济全球化和知识经济时代经济全球化和知识经济时代的特点以及诸如交互性、分的特点以及诸如交互性、分布性和协同性等要求。布性和协同性等要求。CSCW示例Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学拾取图形拾取图形n交互接口中的重要任务，图形的增、删、改交互接口中的重要任务，图形的增、删、改中都会用到。中都会用到。n图形是否被拾取要有适当的反馈。图形是否被拾取要有适当的反馈。n在在NDC中实现。中实现。n内容：内容：l点拾取，直线段的拾取，字符串的拾取，折线、点拾取，直线段的拾

33、取，字符串的拾取，折线、曲线、多边形的拾取，重叠图形的拾取，提高曲线、多边形的拾取，重叠图形的拾取，提高拾取效率的方法等拾取效率的方法等交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*36Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学点的拾取点的拾取n设点设点P1（x1,y1）,0.0 x1,y11.0，则该点的，则该点的显示领域是一个以显示领域是一个以r为半径的圆。为半径的圆。n如果拾取点如果拾取点P0(x0,y0)符合符合:(x1-x0)2+(y1-y0)2 r2 则说明对则说明对P1点拾取成功。点拾取成功。

34、交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*37P1rComputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学直线段的拾取直线段的拾取n设直线两端点为设直线两端点为P1(x1,y1)、P2(x2,y2)，则该线段，则该线段的显示领域是一个以的显示领域是一个以2r宽的矩形宽的矩形(参见下图参见下图)。n如果拾取点如果拾取点P0(x0,y0)符合符合:则说明对线段则说明对线段P1P2拾取成功。拾取成功。n折线、曲线、多边形的拾取折线、曲线、多边形的拾取可采用直线拾取的技术实现。可采用直线拾取的技术实现。交互技术与用户接口交

35、互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*38P1P2rComputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学字符串的拾取字符串的拾取n依次判断每个字符的显示领域是否包含拾取依次判断每个字符的显示领域是否包含拾取点。点。n字符的拾取判断可用字符的外接凸多边形是字符的拾取判断可用字符的外接凸多边形是否包含拾取点的方法进行判断。否包含拾取点的方法进行判断。n规则方式显示的字符可规则方式显示的字符可 进一步简化拾取方法进一步简化拾取方法交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*39YOXComputer Gr

36、aphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学显示领域重叠显示领域重叠n优先级控制优先级控制l优先级高的被拾取优先级高的被拾取n逐个图形反馈逐个图形反馈l闪烁或改变颜色进行反馈闪烁或改变颜色进行反馈l用户确认后当前反馈的图形被拾取用户确认后当前反馈的图形被拾取n通过距离进行判断通过距离进行判断l距拾取点较近的图形被拾取距拾取点较近的图形被拾取交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*40YOXComputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学加速图形拾取的措施加速图形拾取的措施

37、n过滤器法过滤器法l图形加标记：图形加标记：可拾取和不可拾取可拾取和不可拾取l对不可拾取的图形对不可拾取的图形 忽略拾取运算忽略拾取运算n区域粗判法区域粗判法l先判断拾取点是否在图形的外包围盒中先判断拾取点是否在图形的外包围盒中n硬件实现硬件实现l利用硬件实现点、直线等的拾取运算利用硬件实现点、直线等的拾取运算交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*41YOXp0区域粗判Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学输入控制输入控制n请求方式请求方式(程序初始化设备程序初始化设备)n取样方式取样方式(程序

38、和设备同时工作程序和设备同时工作)n事件方式事件方式(设备初始化程序设备初始化程序)n控制方式的混合使用控制方式的混合使用交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*42Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学请求方式请求方式 在在请请求求方方式式下下，输输入入设设备备的的初初始始化化是是在在应应用用程程序序中中设设置置的的。即即通通过过输输入入设设置置命命令令（或或语语句句），对对相相应应的的设设备备设设置置所所需需要要的的输输入入模模式式后后，该该设设备备才才能能作作相应的输入处理。相应的输入处理。

39、（在在请请求求命命令令中中要要指指定定是是哪哪个个应应用用程程序序调调用用的的和和调用的是哪个输入设备）调用的是哪个输入设备）交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*43Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*441.当程序运行时，输入设备处于当程序运行时，输入设备处于等待状态，等待程序的请求等待状态，等待程序的请求.2.当程序运行到当程序运行到request语句时就语句时就向输入设备提出输入请求，同向输入设备提出输入请求，同

40、时程序停止运行，等待输入设时程序停止运行，等待输入设备输入数据。备输入数据。3.输入设备立即进入工作状态，输入设备立即进入工作状态，直到请求满足之后，程序才继直到请求满足之后，程序才继续运行。续运行。4.输入设备重新处于等待状态。输入设备重新处于等待状态。n因此，在请求方式下，程序和输因此，在请求方式下，程序和输入设备轮流处于工作状态和等入设备轮流处于工作状态和等待状态，由程序支配输入设备待状态，由程序支配输入设备的启动。的启动。请求方式的工作过程请求方式的工作过程请求模式的工作过程程序工作程序工作输入设备等待程序请求输入设备等待程序请求请求满足请求满足遇到请求指令遇到请求指令（request

41、）输入设备工作输入设备工作程序等待接收数据程序等待接收数据Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*45n当把一台或多台输入设备定义为样本模式后，这当把一台或多台输入设备定义为样本模式后，这些设备会连续不断地把信息输入进来，而不必等些设备会连续不断地把信息输入进来，而不必等待应用程序的输入语句，即信息的输入和应用程待应用程序的输入语句，即信息的输入和应用程序中的输入命令无关。当应用程序遇到取样命令序中的输入命令无关。当应用程序遇到取样命令时，就把相应物理设备此时

42、的值作为取样数值。时，就把相应物理设备此时的值作为取样数值。n优点优点该模式不像请求模式那样要求用户有一明显的动作，该模式不像请求模式那样要求用户有一明显的动作，它对连续的信息流输入比较方便，也可同时处理多个它对连续的信息流输入比较方便，也可同时处理多个输入设备的输入信息。输入设备的输入信息。n缺点缺点当处理某一种输入耗费的时间较长时，可能会失掉某当处理某一种输入耗费的时间较长时，可能会失掉某些输入信息。些输入信息。取样方式取样方式Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术

43、与用户接口*46n在取样输入模式的工作过程中，程序和输入设备在取样输入模式的工作过程中，程序和输入设备同时运行。同时运行。n输入设备不断地产生数据，并把数据输入数据缓输入设备不断地产生数据，并把数据输入数据缓存区，数据缓存区的内容不断刷新。存区，数据缓存区的内容不断刷新。n程序在运行时若遇到采样语句，就到数据缓存区程序在运行时若遇到采样语句，就到数据缓存区中读取数据。这样，程序所取得的就是最新的数中读取数据。这样，程序所取得的就是最新的数据。据。取样方式的工作过程取样方式的工作过程取样方式的工作过程程序工作程序工作数据采样数据采样数据生成数据生成数据缓存区数据缓存区输入设备工作输入设备工作Co

44、mputer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*47n当设备设置成事件模式后，输入设备和程序并行当设备设置成事件模式后，输入设备和程序并行工作。所有被设置成事件方式的输入数据（或事工作。所有被设置成事件方式的输入数据（或事件）都被存放在一个事件队列中，该队列是以事件）都被存放在一个事件队列中，该队列是以事件发生的次序排列的。件发生的次序排列的。n当用户在输入设备上完成一个输入动作当用户在输入设备上完成一个输入动作(如按一如按一下按钮下按钮)便产生一个事件，输入的信息及该设

45、备便产生一个事件，输入的信息及该设备的编号等便被存放到事件队列中。不同的应用程的编号等便被存放到事件队列中。不同的应用程序可到队列中来查询和提取与之有关的事件。序可到队列中来查询和提取与之有关的事件。事件方式事件方式Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*48n 在事件模式下在事件模式下，输入设备和程序独立运行输入设备和程序独立运行。l输入设备所产生的数据被组织成事件节点，插入事件队列输入设备所产生的数据被组织成事件节点，插入事件队列中等待程序的处理。中等待程

46、序的处理。l程序运行到事件处理语句时，就从事件队列中取出队首事程序运行到事件处理语句时，就从事件队列中取出队首事件进行处理。件进行处理。l如果事件队列为空，程序则等待一定的时间片，等待事件如果事件队列为空，程序则等待一定的时间片，等待事件的发生。的发生。事件模式的输入过程事件模式的输入过程 事件模式的工作过程Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*49n现代的计算机图形输入系统往往不是现代的计算机图形输入系统往往不是单一地使用一种输入方式，而是多种单一地使用一

47、种输入方式，而是多种输入方式的混合使用，即一个应用程输入方式的混合使用，即一个应用程序可以使用多种控制方式序可以使用多种控制方式,使用几种使用几种不同的输入设备。不同的输入设备。控制方式的混合使用控制方式的混合使用Computer GraphicsComputer Graphics计计 算算 机机 图图 形形 学学交互式系统设计的几条原则交互式系统设计的几条原则n提供简单一致的交互操作序列；提供简单一致的交互操作序列；n在交互的每一阶段，清晰的显示可选项；在交互的每一阶段，清晰的显示可选项；n不能有太多的选项和繁杂的式样，加重用户不能有太多的选项和繁杂的式样，加重用户不必要的负担；不必要的负担；n给用户适当的反馈；给用户适当的反馈；n允许用户取消操作。允许用户取消操作。交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口交互技术与用户接口*50