第3章交互式技術提出問題如何設計一個好的用戶接口為什么要定義邏輯輸入設備交互式繪圖技術有哪些？2023/2/613.1用戶接口設計 用戶接口確定用戶與計算機如何進行信息交換。包括用戶通過什么途徑與圖形系統進行聯系，通過什么手段來操作系統的功能實現等。要點：高效；友好；方便2023/2/623.1.1用戶模型用戶模型（UserMode）是用戶接口設計的基礎，它提供給用戶有關他所處理的對象以及作用于這些對象的處理過程的一個概念性模型。2023/2/633.1.2顯示屏幕的有效利用1.信息顯示的布局合理性 用戶工作區 菜單區 顯示提示幾反饋信息區2023/2/64一類應用圖符（applicationicons）2.充分而又正確地使用圖符一類控制圖符（controlicons）2023/2/653.恰當地使用各種表示方法進行選擇性信息顯示。一些常見圖符：如加框，加亮，閃爍，動畫，變色等2023/2/663.1.3反饋反饋：就是動態地顯示系統運行中所發生的一些變化，以便更有效地進行交互作用。簡潔，清晰快速2023/2/673.1.4一致性原則一致性原則是指在設計系統的各個環節時，應遵從統一的、簡單的規則，保證不出現例外和特殊的情況。

按用戶認為最正常、最合乎邏輯的方式去做2023/2/683.1.5減少記憶量重要的是喚醒用戶的識別而不是記憶。2023/2/693.1.6回退和出錯處理回退（undo）機制取消（Cancel）機制確認機制設計好的診斷程序提供出錯消息對可能導致錯誤的一些動作進行預測約束機制：動作與對象相一致2023/2/6103.1.7聯機幫助 為用戶提供聯機幫助(On-LineHelp)措施，能在用戶操作過程中的任何時刻提供請求幫助。2023/2/6113.1.8視覺效果設計色彩的使用:選擇色彩對比時以色調對比為主。就色調而言，最容易引起視覺疲勞的是蘭色和紫色，其次是紅色和橙色；而黃色、綠色、藍綠色和淡青色等色調不容易引起視覺疲勞。為減輕視覺疲勞，應在視野范圍內保持均勻的色彩的明亮度。3.1.8適應不同的用戶:提供多種方法使軟件能適應不同熟練程度的用戶。2023/2/612名稱基本功能定位設備(Locator)指定一個點的坐標位置(x,y)筆劃設備(Stroke)指定一系列點的坐標數值設備(Valuator)輸入一個整數或實數字符串設備(String)輸入一串字符選擇設備(Choice)選擇某個菜單項拾取設備(Pick)選擇顯示著的圖形的組成部分3.2邏輯輸入設備與輸入處理3.2.1邏輯輸入設備PHIGS和GKS將各種圖形輸入設備從邏輯上分為六種:2023/2/613⒈定位設備（Locator）典型方法是定位屏幕光標。定位設備有鼠標器、操縱桿、跟蹤球、空間球、數字化儀的觸筆或手動光標等。定位：定位設備位移屏幕光標位移

鼠標2023/2/614定位設備分為三類：直接設備和間接設備（ToutchScreen）絕對坐標設備和相對坐標設備（Digitizer）連續設備和離散設備（KeyBoard）手柄操縱桿2023/2/615定位方法：定位是確定平面一點(x,y)或空間一點(x,y,z)的坐標。直接定位直接定位是用定位設備直接指定某個點的位置,如鍵盤輸入。直接定位方法可以準確地給點定位.間接定位間接定位指通過定位設備的運動控制屏幕上的光標進行定位。如在移動鼠標時，根據鼠標移動的相對距離去控制屏幕上光標的移動。指點桿手寫平板電腦2023/2/616另外，使用數字化儀不僅可像鼠標那樣產生輸入點的相對坐標，還可輸入點的絕對坐標。如果我們要輸入一張圖紙，用數字化儀輸入圖上各點的絕對坐標是最合適的方法。數字化儀2023/2/617⒉筆劃設備輸入:多次調用定位設備，產生一系列的坐標值，根據產生的坐標值可產生多邊形和曲線等。許多用于產生定位輸入的物理設備均可以用作筆畫設備，如鼠標、軌跡球和圖形輸入板等。

2023/2/618筆畫方法：筆畫輸入用于輸入一組坐標點，相當于多次調用定位輸入.輸入的一組點常用于顯示折線或作為曲線的控制點。筆畫設備鼠標、軌跡球、游戲棒連續移動的信號經轉換成為一組坐標值。圖形輸入板的連續模式可通過按鍵激活。當光標在圖形輸入板表面上移動時，就產生一組坐標值。手寫板2023/2/619⒊定值設備常用來輸入各種參數和數據。數字鍵盤，旋鈕，滑動電位器，刻度盤，等等旋鈕2023/2/620定值方法：定值（或數值）輸入用于設置物體旋轉角度、縮放比例因子等。它是要在給定的數字范圍內輸入一個值?？捎面I盤鍵入數值.可用軟件的方法在屏幕上繪制一刻度尺或比例尺，用戶可用定位設備控制光標在尺子上移動實現數值的輸入。用刻度盤實現數值輸入的原理也一樣，操作員控制從圓心出發的線段繞圓心旋轉，根據顯示的角度讀數或比例數據來定值.如果要輸入一個精確的數，最好還是用鍵盤輸入。定值的幾種方法2023/2/621⒋字符串設備 進行字符串輸入。鍵盤數字化儀、光筆、聲音識別儀、觸壓板等。光筆鍵盤2023/2/622字符串方法：鍵盤是目前輸入字符串最常用的設備.寫字板輸入字符曾經也很流行書寫時筆畫的次序可被系統記錄下來，因而比脫機掃描輸入識別具有更多信息，具有更高的識別率。語音輸入也是字符串輸入以及功能選擇的一種輸入方法.語音輸入需要使用語音識別技術。

手寫板語音輸入2023/2/623⒌選擇設備

用來選擇菜單選項、屬性選項和用于構圖的對象形狀等。包括光筆、觸摸屏、數字化儀、鼠標、操縱桿、跟蹤球,字符串輸入設備、編程功能鍵、聲音識別儀等。2023/2/624選擇方法：選擇是在某選擇集中選出一個元素，它可以用于指定命令，確定操作對象或選定屬性等。選擇功能可用功能鍵.可用鼠標移動光標到要選圖元附近的位置，按下鼠標的按鈕，通過軟件選擇距光標最近的圖元。畫圖中的選項2023/2/625菜單功能使用最普遍，也是非常重要的一種交互方法。使用菜單可改善應用系統用戶接口的友好性。2023/2/626對話框和鍵盤上的按鍵也可提供選擇功能。對話框的內容極豐富，在對話框中通常用于選擇功能的是選擇開關及radio按鈕（單選按鈕，以小圓框打點表示被選中）。鍵盤選擇也極為簡單，如擊數字鍵“1”表示使用綠色繪制，“2”表示使用藍色繪制等.2023/2/627拾取的功能是選擇圖形對象，用于選擇場景中即將進行變換或編輯的部分。拾取一個對象的方法有：指定名稱法:通過指定欲拾取對象的名稱實現.特征點法:選擇時讓圖形的特征點（如線段的端點，圓心等）以強光醒目顯示,來拾取對象.邊界盒法:對每一個子圖預先求一個邊界盒或比邊界盒大一點的ε邊界盒。分類法:分別將點,折線,弧等在有關按鍵的控制下進行拾取。

拾取對象的幾種方法⒍拾取設備2023/2/628解決方法：在圖形對象生成時就對每一個對象確定其拾取優先級采用依次對拾取圖形設立標志的辦法。找距離最近的對象優先拾取。(1)利用定位設備拾取沖突問題：ABE?ABCDE?AB?2023/2/629計算點P0(x0,y0)到以點(x1,y1)和點(x2,y2)為端點的線段距離：2023/2/630(2)指定拾取窗口拾取窗口是以光標位置為中心的一個矩形窗口2023/2/631(3)矩形包圍(4)直接鍵入結構名字

交互性較差，速度慢拾取排斥2023/2/632設備的評價三個層次：⒈設備層:硬件性能最優化⒉任務層：單任務：選擇最佳的交互設備⒊對話層：多任務：比較優劣2023/2/6333.2.2輸入模式輸入模式：管理、控制多種輸入設備進行工作常用輸入模式：請求（request）采樣（sample）事件（event）上述模式的組合形式2023/2/6341.請求模式（requestmode）

輸入設備在應用程序的控制下工作：

程序工作，輸入設備等待程序請求遇到請求指令（request）輸入設備工作，程序等待接收數據請求滿足程序和設備輪流處于工作狀態和等待狀態，由程序支配輸入設備的活動。2023/2/6352.取樣模式（samplemode）

應用程序和輸入設備同時工作：輸入設備連續不斷地產生數據，并送入數據緩沖區，數據緩存區的內容不斷刷新；當程序遇到采樣語句要求輸入時，從數據緩沖區中讀取數據。程序工作數據采樣輸入設備工作數據生成數據緩沖區2023/2/6363.事件模式（eventmode）

程序和被置成事件方式的設備分別獨立工作。當用戶在輸入設備上完成一個輸入動作(如按一下按鈕)便產生一個事件，輸入的信息及該設備的編號等便被存放到事件隊列中等待程序的處理。不同的應用程序可到隊列中來查詢和提取與之有關的事件。程序遇到事件處理語句時，就按照先進先出的原則從事件隊列中取出隊首事件予以處理。如果事件隊列為空，程序則等待一定的時間片，等待事件的發生。事件隊列輸入設備工作數據輸入程序工作事件處理2023/2/637事件模式的工作過程2023/2/6384.輸入方式的組合使用現代的計算機圖形輸入系統往往不是單一地使用一種輸入方式，而是多種輸入方式的混合使用，即一個應用程序同時可在幾種輸入模式方式下應用幾個不同的輸入設備來進行工作。2023/2/6393.3交互式繪圖技術3.3.1基本交互繪圖技術⒈

回顯圖3-8選擇圖符的回顯回顯約束拖拽引力場。。。選擇菜單的回顯2023/2/640⒉

約束

在圖形繪制過程中對圖形的方向、對齊方式等進行規定和校準。技術在屏幕上定義一個可見或不可見的網格。網格線是等間距的水平線和垂直線，其交點為網格點。在使用網格時，任何方式輸入的點都將被定位到離該點最近的網格點上。定位約束的示例定位約束：2023/2/641該技術用于繪制水平或垂直的線段。繪制時,若終點和起點的連線與水平線的夾角小于45°，則繪出一條水平線（如下圖）,否則繪制垂直線。避免人眼或定位設備帶來的誤差，常應用于印刷線路板、大規模集成電路等設計。方向約束：方向約束示例2023/2/642可以看做是一種定位約束，用光標進行選圖操作時，為了使光標可以較容易地定位選擇區域中的圖形，可以將圖形的選擇區域適當變大，這就是引力場方法。例如，在每條線段的周圍假想有一個區域，光標中心落在這個區域內時，就自動地被直線上離光標最近的一點所代替，如同一個質點進入直線周圍的引力場后，被吸引到這條直線上去一樣。注意引力場區域大小的選擇要適當。

引力場引力場：2023/2/6433.拖拽

把一個對象放到新的位置。光標移動的同時,對象也跟著光標移動，會使用戶感覺直觀，從而使得對象的定位更為精確。到目的地后松開按鈕拖動圖元光標選擇圖元拖拽圖元到新的位置2023/2/644拖拽的另一種形式：針對輸入要求，動態地、連續地將輸入過程表現出來，直到產生用戶滿意的輸入結果為止。不同的只是拖動對象的形狀隨著光標位置的不同而變化。比較容易找到通過一點和一個圓相切的直線的位置。橡筋的形狀可以是任意的，可以是矩形、圓、圓弧、自由曲線，也可以是更復雜的圖形?！跋鹌そ睢奔夹g拖拽技術是當前人機交互中普遍使用的技術，它可以使用戶的操作更直觀，定位更精確.拖動有時耗費很大，尤其當圖像很大或圖形很復雜時，拖拽可能變的很慢。

2023/2/6454.

草擬技術

用以實現用戶任意畫圖的要求。兩種保存方式：點陣式；線段擬合兩種采樣方式：距離；時間5.

旋轉

中心；旋轉角度6.

形變

包括局部形變2023/2/6463.3.2三維交互技術

三維輸入，三維定位，三維選擇，三維旋轉以及組合功能三維交互的困難：用戶難以區分屏幕上光標選擇到對象的深度值和其他顯示對象的深度值。鍵盤、鼠標、數字化儀等交互設備均為二維的，不能適應三維交互工作的需要。2023/2/647課后作業：

習題三（p80）3.2什么是用戶模型？設計一個好