對(duì)計(jì)算機(jī)圖形接口中交互命令的分析

李國懿

摘要 本文討論計(jì)算機(jī)圖形接口形式中交互命令的原理及相關(guān)操作。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)圖形接口 交互命令

在計(jì)算機(jī)圖形接口中，交互命令是不可缺少的部分，圖形概念在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中是一個(gè)廣義的概念，圖形數(shù)據(jù)通常是由幾何信息和非幾何信息組成，在漫長的歲月里，人們一直使用簡單的工具，用手工繪圖，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展，有效的解決了這一效率低下的工作方式。在這一技術(shù)中，圖形接口技術(shù)是必不可少的，本文主要討論這接口形式中的交互命令。

交互概念主要是指用戶與計(jì)算機(jī)程序之間的信息交流，當(dāng)用戶把需求提出后，計(jì)算機(jī)根據(jù)程序的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)用戶所需要的輸入、選擇、拾取、刪、增、改等操作。

1 用戶接口模型

建立一個(gè)基于交互要求的模型，有以下要求，從使用者角度，所建立模型要盡可能接近于實(shí)際使用情況。從程序設(shè)計(jì)方面考慮，則主要是對(duì)模型參數(shù)的化描述，以便用程序能夠?qū)崿F(xiàn)。目前，使用比較流行的模型是Seeheim模型。

其中的表示部分主要負(fù)責(zé)對(duì)用戶接口物理表示，即使用者接口的外部特性，包括了各種輸入輸出設(shè)備、屏幕的布局、交互技術(shù)和顯示技術(shù)，主要完成的任務(wù)是：怎樣接收到用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)如何反饋給用戶。這是三部分中唯一與設(shè)備有關(guān)的部分。其余兩部分都不直接與設(shè)備打交道。表示部分可看成是用戶接口管理系統(tǒng)的詞法級(jí)接口。對(duì)話控制模塊擔(dān)負(fù)處理使用者與計(jì)算機(jī)對(duì)話，包括使用的命令和對(duì)話結(jié)構(gòu)，經(jīng)過檢查，確保合法性。這一部分可看作用戶管理系統(tǒng)中的語法級(jí)接口。其中的一個(gè)重要概念是狀態(tài)，即能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)處理和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。應(yīng)用接口負(fù)責(zé)用戶接口與開發(fā)程序之間的連接，如函數(shù)的選擇和調(diào)用。

2 一條交互命令的執(zhí)行過程

用CADMIS中二、三維圖形交互處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)增、刪、改操作的例子如下述，在此例中以矩形為操作對(duì)象。

增用鼠標(biāo)器或鍵盤設(shè)定屏幕上的一點(diǎn)作為矩形參考點(diǎn)，一般對(duì)應(yīng)矩形的左下角點(diǎn)，用鼠標(biāo)器或鍵盤設(shè)定矩形的邊長以及與水平軸的夾角，調(diào)用生成矩形的應(yīng)用程序，在屏幕指定位置、按指定屬性產(chǎn)生一個(gè)矩形，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

刪用鼠標(biāo)器或鍵盤在屏靠上拾取要?jiǎng)h除的矩形，改變該矩形的屬性，如改變顏色或使之閃爍，待用戶確認(rèn)后，刪除屏幕上的矩形以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

改用鼠標(biāo)器或鍵盤在屏幕上拾取到要修改的矩形，經(jīng)用戶確認(rèn)后輸入修改參數(shù)，刪除原有的矩形，顯示按新參數(shù)生成的矩形并存入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

3 增、刑、改操作的實(shí)現(xiàn)

增、刪、改操作是與用戶接口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的。實(shí)現(xiàn)這類操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大致分為兩類。一類是三表結(jié)構(gòu)，即要在用戶數(shù)據(jù)表、顯示數(shù)據(jù)表、用戶/顯示數(shù)據(jù)對(duì)照表中實(shí)現(xiàn)這類操作。另一類是單表結(jié)構(gòu)，即僅在用戶數(shù)據(jù)表中實(shí)現(xiàn)這類操作。下面我們就這兩類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)討論增、刪、改操作的具體實(shí)現(xiàn)

3.1 三表結(jié)構(gòu)

用戶數(shù)據(jù)表存放用戶坐標(biāo)系下的圖形數(shù)據(jù)（包括字符串說明）顯示數(shù)據(jù)表存放設(shè)備坐標(biāo)系下的圖形數(shù)據(jù)，并且是對(duì)用戶定義圖形經(jīng)離散、幾何變形后的結(jié)果。因此，在這二張表之間不存在直接的一對(duì)一的映像關(guān)系，一般是間接的一對(duì)多的映像關(guān)系。從用戶坐標(biāo)系到設(shè)備坐標(biāo)系的刪、增、改只能通過名字（或標(biāo)識(shí)符）來進(jìn)行，且只能做整體操作，不易實(shí)現(xiàn)局部位置的修改。只有從屏幕上顯示的圖形出發(fā)，即從設(shè)備坐標(biāo)系到用戶坐標(biāo)系才能實(shí)現(xiàn)局部位置上的刪、改，并可通過單個(gè)圖素的拾取、區(qū)域拾取、或有關(guān)指定屬性的拾取來實(shí)現(xiàn)刪、改。有了顯示數(shù)據(jù)表，就可以提高圖形撿取和輸出速度，但花費(fèi)的存儲(chǔ)空間也是相當(dāng)大的。由于三表比單表多兩張表，故管理工作量也是不可忽視的。

在刪、增、改操作中，增最容易，所增加的內(nèi)容可接著表的尾指針往下存放。刪操作其次，若通過名字的刪、改，則可以從名字表出發(fā)，通過鏈指針在用戶數(shù)據(jù)表中找到相應(yīng)的圖形，再在顯示數(shù)據(jù)表中找到已經(jīng)離散成線段的數(shù)據(jù)項(xiàng)，即可對(duì)屏幕上的圖形進(jìn)行刪、改，為了加快查找，可增加窗口、層次管理，即在用戶坐標(biāo)系與設(shè)備坐標(biāo)系之間建立窗口、層次對(duì)照表。

3.2 單袁結(jié)構(gòu)

針對(duì)用戶數(shù)據(jù)表來進(jìn)行刪、增、改操作，只設(shè)用戶數(shù)據(jù)表，不再設(shè)顯示數(shù)據(jù)表及其之間的對(duì)照表。采用這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于顯示數(shù)據(jù)，只是用戶數(shù)據(jù)作某種T變換的結(jié)果，且用戶數(shù)據(jù)亦是顯示數(shù)據(jù)經(jīng)T的逆變換的結(jié)果。對(duì)一般情況而言，T實(shí)現(xiàn)從用戶坐標(biāo)系到設(shè)備坐標(biāo)系的變換，而T的逆實(shí)現(xiàn)由設(shè)備坐標(biāo)系到用戶坐標(biāo)系的變換。

在單表結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的刪、增、改比在三表結(jié)構(gòu)下困難。這里簡單討論一下改操作。圖素的修改大致可分為三步：

（1）拾取要修改的圖素;

（2）輸入修改參數(shù);

（3）輸出修改后的圖素。

查找用戶所拾取的圖素是從當(dāng)前窗口開始的。窗口結(jié)構(gòu)表中存放了該窗口顯示的所有結(jié)構(gòu)。遍歷每一個(gè)結(jié)構(gòu)，首先判拾取圖素的光標(biāo)是否落在該結(jié)構(gòu)的凸包長方體內(nèi);若在內(nèi)，則遍歷該結(jié)構(gòu)的所有圖素;判光標(biāo)是否落在該圖素的凸包長方體內(nèi)，如在內(nèi)，則要精確判斷光標(biāo)是否落在該圖素上;如果在該圖素上，則可通過改變該圖素的顏色、或增亮，讓用戶確認(rèn)檢索結(jié)果。再檢索到該圖素在用戶數(shù)據(jù)表中的位置，取出所有參數(shù)，并根據(jù)用戶輸人的修改參數(shù)來修改圖形。顯然，拾取的坐標(biāo)是設(shè)備坐標(biāo)，必須變換成用戶坐標(biāo)才能到單表結(jié)構(gòu)中去比較。修改參數(shù)后的圖素還要經(jīng)過把用戶坐標(biāo)下的參數(shù)變換成設(shè)備坐標(biāo)下的數(shù)據(jù)才能在屏幕顯示輸出。

繪圖是人們表達(dá)觀點(diǎn)的一種主要方式，而計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)賦予了人們實(shí)現(xiàn)這一方式的重要手段，在實(shí)現(xiàn)這一方式的過程中，交互命令的功能不可缺少，該技術(shù)的出現(xiàn)，使用得計(jì)算機(jī)在圖形方面的功能越來越豐富，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)發(fā)展得更強(qiáng)大。

參考文獻(xiàn)

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