交互式绘图课件.ppt

1、实验一、二维交互式画图板实验一、二维交互式画图板预备知识：预备知识： 交互式绘图程序交互式绘图程序o被动式绘图被动式绘图: :依靠程序的运行自动产生图形的绘图方法。依靠程序的运行自动产生图形的绘图方法。o主要应用于主要应用于: :那些已具有成熟计算模型的设计和生产过程中的图那些已具有成熟计算模型的设计和生产过程中的图形生成。形生成。o交互式绘图交互式绘图: :是广泛应用的灵活的绘图方式，它允许用户通过鼠是广泛应用的灵活的绘图方式，它允许用户通过鼠标、键盘等交互输入设备在实时操作下进行绘图，即动态的输入标、键盘等交互输入设备在实时操作下进行绘图，即动态的输入坐标、制定选择功能、设置交换参数、以及

2、图形显示期间对图形坐标、制定选择功能、设置交换参数、以及图形显示期间对图形进行修改、删除、添加、存储等在线操作，允许用户全部徒手绘进行修改、删除、添加、存储等在线操作，允许用户全部徒手绘制图形。制图形。o交互式绘图方式因交互式绘图方式因能实现能实现所见即所得的绘图效果、充分发挥人的所见即所得的绘图效果、充分发挥人的创造性和利用人的积累经验，在创造性和利用人的积累经验，在CADCAD、办公室自动化及许多其他、办公室自动化及许多其他领域得到广泛应用。领域得到广泛应用。计算机绘图方式可分为被动式绘图和交互式绘图计算机绘图方式可分为被动式绘图和交互式绘图两种两种。交互式绘图系统的交互任务交互式绘图系统

3、的交互任务定位、选择、文本输入、数值输入定位、选择、文本输入、数值输入 1 1、定位交互任务、定位交互任务用来给应用程序用来给应用程序指定一个点指定一个点的坐标位置的坐标位置(x,y)(x,y)或（或（x,y,z)x,y,z)。完成此任务的完成此任务的典型方法典型方法是定位屏幕坐标。是定位屏幕坐标。定位设备有定位设备有鼠标器、操纵杆、跟踪球、空间球、数字化仪的鼠标器、操纵杆、跟踪球、空间球、数字化仪的触针或手动光标块等。触针或手动光标块等。选择交互任务是选择交互任务是从一个选择集中选择一个元素项目。从一个选择集中选择一个元素项目。具有代表性的选择集是具有代表性的选择集是命令集、属性值集、目标分

4、类集命令集、属性值集、目标分类集和目标实体集。和目标实体集。选择集分为选择集分为固定选择集（如命令集、属性值集、目标分固定选择集（如命令集、属性值集、目标分类集）和可变选择集（如目标实体集）两种。类集）和可变选择集（如目标实体集）两种。常用的选择设备有常用的选择设备有功能键、热键和定位设备等。功能键、热键和定位设备等。2 2、选择交互任务、选择交互任务文本输入交互任务是文本输入交互任务是输入字符串，如输入一个图形的数输入字符串，如输入一个图形的数据或标注。据或标注。文本输入的典型设备文本输入的典型设备是键盘，当然还有一些其他的设备是键盘，当然还有一些其他的设备通过软件帮助也可以进行字符串的输入

5、，如在屏幕上产通过软件帮助也可以进行字符串的输入，如在屏幕上产生一个软键盘并用定位设备模拟字符键盘输入、用笔划生一个软键盘并用定位设备模拟字符键盘输入、用笔划设备输入字符图形并由识别软件进行识别输入、用语音设备输入字符图形并由识别软件进行识别输入、用语音设备借助设备借助“语音字典语音字典”进行字符串输入等。进行字符串输入等。3 3、文本输入交互任务、文本输入交互任务定值输入交互任务是定值输入交互任务是在最大值和最小值之间确在最大值和最小值之间确定一个数值（整数或实数）。定一个数值（整数或实数）。用作定值设备用作定值设备:键盘或鼠标。键盘或鼠标。4 4、定值输入交互任务、定值输入交互任务交互式绘

6、图系统的设计原则交互式绘图系统的设计原则1、实用性、实用性: 功能性和易使用性功能性和易使用性功能性功能性就是必须广泛搜集各类用户对图形处理方就是必须广泛搜集各类用户对图形处理方面的需求，研究、总结、提炼其中共性的需求，面的需求，研究、总结、提炼其中共性的需求，提供方便的图形定义、描述、输入、修改、操作、提供方便的图形定义、描述、输入、修改、操作、输出、管理等方面的功能。输出、管理等方面的功能。实用性、可靠性、一致性、简单性实用性、可靠性、一致性、简单性可靠性要求可靠性要求系统尽可能减少错误并具有容错性。系统尽可能减少错误并具有容错性。在系统正常时应对用户输入做出适当的响应，在系统正常时应对用

7、户输入做出适当的响应，既当用户输入不合法或不正确时，系统应能继既当用户输入不合法或不正确时，系统应能继续执行下去并与用户进行通讯；续执行下去并与用户进行通讯；一旦系统某部分出现错误，系统应能尽可能地一旦系统某部分出现错误，系统应能尽可能地支持连续和一致的用户响应。支持连续和一致的用户响应。 2 2、可靠性、可靠性一致性原则是指一致性原则是指在设计系统的各个环节时，应在设计系统的各个环节时，应遵从统一的规则，保证不出现例外情况。遵从统一的规则，保证不出现例外情况。实现一致性的方法实现一致性的方法是对整个系统进行自顶向下是对整个系统进行自顶向下的总整体设计，定义出统一的风格。的总整体设计，定义出统

8、一的风格。3 3、一致性、一致性4 4、简单性、简单性使系统使系统易于易于被用户理解和接受、被用户理解和接受、易于易于操作和使用操作和使用交互绘图技术参考：交互绘图技术参考：1 1、 回显回显2 2、 UNDOUNDO和和REDOREDO 1、 回显回显回显作为选择对象的一种辅助方法。用户希望确定位回显作为选择对象的一种辅助方法。用户希望确定位置数值及其数据参数回显在屏幕上，以便于选择或拾取置数值及其数据参数回显在屏幕上，以便于选择或拾取对象的确认。对象的确认。 选择一条线段时的回显选择一条线段时的回显 选择铅笔工具时的回显选择铅笔工具时的回显2、UNDO和REDOoUNDOUNDO（撤消操作

9、）（撤消操作）是指恢复最近执行的操作是指恢复最近执行的操作. .oREDO REDO （重做操作）（重做操作）是指重新执行最近被撤消的操作。是指重新执行最近被撤消的操作。o交互式绘图系统存在频繁的人机交互性操作，而绘图工作又是一种交互式绘图系统存在频繁的人机交互性操作，而绘图工作又是一种复杂的过程，如果系统没有复杂的过程，如果系统没有UNDOUNDO和和REDOREDO功能，则用户的一次操作失功能，则用户的一次操作失误就可能造成已经花费很长时间所设计的图形全盘作废，这会令用误就可能造成已经花费很长时间所设计的图形全盘作废，这会令用户在使用软件时精神十分紧张。户在使用软件时精神十分紧张。o目前，

10、在一般应用软件中均提供了一些目前，在一般应用软件中均提供了一些UNDOUNDO和和REDOREDO功能，如功能，如WinWordWinWord、NotePadNotePad等文本软件，画笔、等文本软件，画笔、AutoCADAutoCAD等图形软件和一些游戏软件等。等图形软件和一些游戏软件等。根据执行次数可将根据执行次数可将UNDOUNDO和和REDOREDO的实现分为有限次（的实现分为有限次（1 1次或几次）和无次或几次）和无限次两种。限次两种。UNDOUNDO和和REDOREDO功能的实现涉及数据结构设计、命令执行时功能的实现涉及数据结构设计、命令执行时的操作和交互应用系统中的命令接口设计三

11、方面内容。的操作和交互应用系统中的命令接口设计三方面内容。 交互式用户接口的内容交互式用户接口的内容1 1、屏幕的划分屏幕的划分: :显示屏有不同的大小、格式和分辨率，要充显示屏有不同的大小、格式和分辨率，要充分合理地利用屏幕，就应该对屏幕作适当的划分，来安排分合理地利用屏幕，就应该对屏幕作适当的划分，来安排个元素。个元素。2 2、颜色、灰度的选择颜色、灰度的选择: :用不同颜色和灰度标示不同信息、分用不同颜色和灰度标示不同信息、分离不同形体，对减少错误是非常有效的。选择时以增加视离不同形体，对减少错误是非常有效的。选择时以增加视觉效果并减少视觉疲劳为原则。另外，接口还应为用户提觉效果并减少视

12、觉疲劳为原则。另外，接口还应为用户提供方便的颜色选择工具，供用户输入时选择颜色使用。供方便的颜色选择工具，供用户输入时选择颜色使用。3 3、菜单菜单: :是一组功能、对象、数据或其他用户选择实体的列是一组功能、对象、数据或其他用户选择实体的列表，在用户接口中普遍使用。菜单设计以占位置小且选用表，在用户接口中普遍使用。菜单设计以占位置小且选用方便为原则。一般将程序的各种操作命令或选项通过文字方便为原则。一般将程序的各种操作命令或选项通过文字形式分层进行组织。形式分层进行组织。4 4、图符和光标图符和光标: :图符和光标是用户接口中出现频率最高、停图符和光标是用户接口中出现频率最高、停留时间最长的

13、元素，它们是一种形象的图形语言，深受用留时间最长的元素，它们是一种形象的图形语言，深受用户欢迎。图形符号在设计时应以能直观体现功能为原则。户欢迎。图形符号在设计时应以能直观体现功能为原则。 几种典型的颜色选择方式: 实验内容实验内容o 实现一个基于pc平台的交互式画图程序。实验要求实验要求o 1.实现简单二维基本图形的绘制，如直线、圆、三角形、椭圆、 圆弧、扇形、简单文字、填充等。o 2.实现图形的交互选择，如通过鼠标选择、生成、修改物体的属性，实现对被选中的图形的交互编辑等； o 3.实现图形对象的保存。o 4.实现撤销/恢复功能参考windows自带的绘图板，实现相应功能；交互式操作必须简单、直观。实验工具与环境o 任选一种自己熟悉的程序设计语言与集成开发环境(VC,VB,Visual J+)。实验结果与日期o 1、可执行文件与程序源代码o 2、实验报告（包含：实验心得体会、已完成的功能描述、未完成但希望完成的相应功能描述）o 实验时间为第二周第四周。提交实验报告与代码截止日期：9月27日