计算机图形学第6章交互式绘图技术
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2、交互式绘图系统硬件： 除主机外，主要对的图形交互式设备就是图形输入
设备和输出设备，如键盘、鼠标、数字化仪等
6
6.2.2 交互任务
包括定位、选择、文本输入和数值输入
1、定位交互任务：为应用程序指定一个位置量 2、选择交互任务：从选择集中选择一个元素项目 （1）固定选择集，如命令、属性和目标选择集 （2）变化选择集，如目标实体选择集，包括命名和指定
要采用交互式绘图进行工作。
2
2、 交互式绘图 允许用户动态对显示图形进行修改，改变图形参数、
颜色、比例等。如AutoCAD就是一款著名的交互式绘图 软件
随着计算机绘图技术的广泛应用，交互处理已经是必 不可少的内容。
3
二、交互式绘图特点
1、可以及时交换信息 a、对计算机应用程序：可根据用户选择内容决定程序 流向，即程序如何运行 b、对用户来说，可以根据提示内容输入选择
助信息等。
④程序控制屏幕设计
程序控制屏幕提供给用户用来监视、操纵或控制系统的运
行。 如命令语言、菜单等。
18
窗口设计原则： ①对简单系统或为生疏型用户使用，设计瓦片式窗口便
足够了，在完成同样功能下能够减少不必要复杂性； ②可以利用窗口进行任务切换，但应该尽可能减少任务
切换次数，以减少系统开销，提高运行速度； ③删除与现在任务无直接关系的窗口，以使屏幕显示清
当需要绘制水平和垂直直线段时，运用水平和垂直约束 技术可以避免由于人眼或定位设备带来的误差
+
+
移
+
动
光
标
按下 按钮 开关
方向约束 10
3、引力场法：如果要从已知直线上一点再画一条直线，
可以在每一条直线围一条区域，当光标移到这个区域时
，就自动被直线上最近一个点代替
+ +
+ +
+
利用引力场法使线段互联 橡皮筋法
4、减少出错的可能性
5、提供改错能力
6、面向多种技术层次
第六章 交互式绘图技术
7、减少记忆量
6.2 交互式绘图系统
6.2.1 交互式绘图系统组成
6.2.2 交互式绘图系统交互任务
6.2.3 交互式绘图系统设计原则
8
6.3 交互式绘图的交互技术
交互式绘图技术是一种处理用户输入图形数据的技术， 可分为三类：
第六章 交互式绘图技术
6.2 交互式绘图系统 6.2.1 交互式绘图系统组成 6.2.2 交互式绘图系统交互任务 6.2.3 交互式绘图系统设计原则
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1、交互式绘图系统软件 （1）应用数据库：存放图形几何信息数据（大小、尺寸 等）、属性数据（线形、颜色等）和非几何数据（文字、 数值等） （2）图形系统：提供各种图形功能的程序（如AutoCAD） （3）应用程序：交互式绘图系统的核心，为各种应用 界面而设计
两种方式 3、文本交互任务：输入字符串 4、定值交互任务：输入某一范围内数值
7
6.2.3 设计原则
1、设计一致性
系统各个环节应统一、简单、方便使用；
2、简单易学
操作步骤简单，随时对用户进行提醒，有帮助命令等；
3、提供反馈
要求：a、反应越快越好
b、对于一些大量计算不能及时反应，需给出计
算机正常工作指示，以免用户误认为操作不当
构图技术 拾取技术 菜单技术
第六章 交互式绘图技术
6.3 交互式绘图的交互技术 6.3.1 构图技术 6.3.2 拾取技术 6.3.3 菜单技术
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6.3.1 构图技术
构图技术是指建立或修改物体的几何模型的技术， 它可以通过选择作图命令和指定一系列定位点进行作图。
常用构图技术有： 1、定位法：
用定位设备来确定要显示物体或字符串位置 2、约束法：
第六章 交互式绘图技术 6.5 交互式绘图系统构造方法 6.5.1 界面布置 6.5.2 交互式工作方式 6.5.3 交互式用户接口的实现
14
6.5.1 界面布置
界面布置包括屏幕划分、显示内容、颜色搭配等
1、屏幕划分：如图
菜单区 图形显示区
提示区
图形 显示区
提示区
菜单区
×××× ××××
××
(a)对称式
晰，并提高运行效率。 ④充分利用窗口系统，进行多窗口的设计。
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（2）窗口操作
对一个窗口操作有： 建立－>保留－>恢复－>拖动－>关闭
（3）窗口管理系统 定义：管理屏幕空间，使多种程序利用屏幕空间而
不相互干扰。 作用：a、为显示终端开出不同窗口；
b、在窗口内可显示结果； c、改变屏幕窗口区域、大小、位置； d、可生产弹出式或下拉式菜单对话窗。
⑤合理安排信息在屏幕上显示顺序；
⑥显示方式一致性；
⑦合理选择文本方式和图形方式显示；
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（2）屏幕显示技术
①文本式屏幕显示一般格式
a．标题引。
标题
屏幕号
b．屏幕主体。
屏幕体
c．出错信息区。
错误信息
d．状态和提示行。
状态、提示行
②问答式屏幕设计
一问一答，问答分开
③信息屏幕设计
包括输人命令的反馈、程序的运行结果、出错信息以及帮
(b)非对称式
屏幕划分
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2、字型选取：中文或英文、字体 3、颜色选取 4、窗口：屏幕上可划分大小不同窗口，方便交互式对话 5、菜单：用菜单表示程序中各种功能
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6.5.2 交互式工作方式
1、固定输入/输出方式
2、问答方式 3、表处理方式
第六章 交互式绘图技术
4、命令语言
5、菜单方式
6、图标方式 6.5Baidu Nhomakorabea3 交互式用户接口的实现
1
? 在被动式绘图中，程序和图形具有相对固定的联
系，程序的直接运行结果就是某个预定的图形，操作 员不能对运行中的程序进行干预，要想改变图形必须 从修改源程序做起。即重新编辑、编译、连接、运 行……。
?
这种工作方式对于某些方面可能是不方便的，例
如在总体设计、造型设计、外观设计以及建筑设计等
场合下，往往需要凭借直观边作设计边调整，这就需
6.5 交互式绘图系统构造方法 6.5.1 界面布置 6.5.2 交互式工作方式 6.5.3 交互式用户接口的实现
1、交互式输出界面设计
（1）设计原则
①要全盘考虑显示信息内容，布局和格式等；
②反馈信息和屏幕输出应面向用户，指导用户，以满足
用户需求为目标；
③反馈信息内容应准确、简洁；
④屏幕显示和布局应美观、清楚、合理；
2、灵活方便运行程序 一个应用程序会有不同的应用功能，用户可以根据
需要方便的选择所需功能。 交互式技术在计算机图形学中非常重要，因此又把
计算机图形学称为交互式计算机图形学。
Computer Graphics?Interactive Computer Graphics
4
6.2 交互式绘图系统
6.2.1 交互式绘图系统组成 交互式绘图是在交互软件 的支持下，通过交互绘图 设备由操作员和计算机对 话而随机进行的绘图。 交互式绘图系统由软件和 硬件两部分组成。
+
+
+
高亮度选择点
划定长方形框选择
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6.3.3 菜单技术
1、采用菜单技术的优点： （1）菜单可清楚显示出用户所能选择功能，如绘图菜单 （2）用菜单不会出现错误命令 （3）菜单使用十分灵活
2、菜单分类： （1）主菜单：在屏幕某区域，始终显示在屏幕上 （2）下拉式菜单 （3）弹出式菜单
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6.5 交互式绘图系统构造方法
组成： ①窗口管理程序。 ②窗口系统。
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应用 程序1
用户
应用 程序2
应用 程序3
窗口 管理器
高级 图形包
终端仿 真程序
客户程序
窗口系统和图形包
服务器
操作系统
硬件
窗口系统与应用程序之间关系
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思考题：
? 构图技术有哪几种？你认为哪一种技术 最容易实现？为什么？
23
4、橡皮筋法：在起点确定后，光标移出去定终点时， 在屏幕上始终显示一条连结起点和光标中心的直线
5、拖动法：用光标将形体在空间移动至任一位置
+
+
+
按动按钮 选中物体
移动光标 也移动物体
当物体正确定 位时按钮停止
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6.3.2 拾取技术
当屏幕上有几个图形显示时，要处理某一图形，此 时我们只需点取此图形，表示现在要处理该图形。如点 取图形上一点、划长方形框处理框内图形。
第六章 交互式绘图技术
6.1 概述
一、计算机绘图方式
第六章 交互式绘图技术
1、被动式绘图
依靠程序运行自动产生图形
6.1 概述 6.2 交互式绘图系统
的绘图方式；
6.3 交互式绘图的交互技术
图形在生成过程中，操作者
6.4 输入控制方式 6.5 交互式绘图系统构造方法
无法对图形进行操作和控制。
如C语言绘图
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形式：
①以程序库的形式向用户提供基本的窗口管理库函数， 这种类型的系统功能较简单，图形技术应用较少。
②以集成操作环境为特点的窗口系统。这种操作系统就 是以窗口形式进行各种操作，它具有统一的用户界面，并 有一套完整的软件开发工具。
③建立在分布系统上的窗口系统，它既具有集成操作环 境的特点，又具有网络透明性。
设备和输出设备，如键盘、鼠标、数字化仪等
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6.2.2 交互任务
包括定位、选择、文本输入和数值输入
1、定位交互任务：为应用程序指定一个位置量 2、选择交互任务：从选择集中选择一个元素项目 （1）固定选择集，如命令、属性和目标选择集 （2）变化选择集，如目标实体选择集，包括命名和指定
要采用交互式绘图进行工作。
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2、 交互式绘图 允许用户动态对显示图形进行修改，改变图形参数、
颜色、比例等。如AutoCAD就是一款著名的交互式绘图 软件
随着计算机绘图技术的广泛应用，交互处理已经是必 不可少的内容。
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二、交互式绘图特点
1、可以及时交换信息 a、对计算机应用程序：可根据用户选择内容决定程序 流向，即程序如何运行 b、对用户来说，可以根据提示内容输入选择
助信息等。
④程序控制屏幕设计
程序控制屏幕提供给用户用来监视、操纵或控制系统的运
行。 如命令语言、菜单等。
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窗口设计原则： ①对简单系统或为生疏型用户使用，设计瓦片式窗口便
足够了，在完成同样功能下能够减少不必要复杂性； ②可以利用窗口进行任务切换，但应该尽可能减少任务
切换次数，以减少系统开销，提高运行速度； ③删除与现在任务无直接关系的窗口，以使屏幕显示清
当需要绘制水平和垂直直线段时，运用水平和垂直约束 技术可以避免由于人眼或定位设备带来的误差
+
+
移
+
动
光
标
按下 按钮 开关
方向约束 10
3、引力场法：如果要从已知直线上一点再画一条直线，
可以在每一条直线围一条区域，当光标移到这个区域时
，就自动被直线上最近一个点代替
+ +
+ +
+
利用引力场法使线段互联 橡皮筋法
4、减少出错的可能性
5、提供改错能力
6、面向多种技术层次
第六章 交互式绘图技术
7、减少记忆量
6.2 交互式绘图系统
6.2.1 交互式绘图系统组成
6.2.2 交互式绘图系统交互任务
6.2.3 交互式绘图系统设计原则
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6.3 交互式绘图的交互技术
交互式绘图技术是一种处理用户输入图形数据的技术， 可分为三类：
第六章 交互式绘图技术
6.2 交互式绘图系统 6.2.1 交互式绘图系统组成 6.2.2 交互式绘图系统交互任务 6.2.3 交互式绘图系统设计原则
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1、交互式绘图系统软件 （1）应用数据库：存放图形几何信息数据（大小、尺寸 等）、属性数据（线形、颜色等）和非几何数据（文字、 数值等） （2）图形系统：提供各种图形功能的程序（如AutoCAD） （3）应用程序：交互式绘图系统的核心，为各种应用 界面而设计
两种方式 3、文本交互任务：输入字符串 4、定值交互任务：输入某一范围内数值
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6.2.3 设计原则
1、设计一致性
系统各个环节应统一、简单、方便使用；
2、简单易学
操作步骤简单，随时对用户进行提醒，有帮助命令等；
3、提供反馈
要求：a、反应越快越好
b、对于一些大量计算不能及时反应，需给出计
算机正常工作指示，以免用户误认为操作不当
构图技术 拾取技术 菜单技术
第六章 交互式绘图技术
6.3 交互式绘图的交互技术 6.3.1 构图技术 6.3.2 拾取技术 6.3.3 菜单技术
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6.3.1 构图技术
构图技术是指建立或修改物体的几何模型的技术， 它可以通过选择作图命令和指定一系列定位点进行作图。
常用构图技术有： 1、定位法：
用定位设备来确定要显示物体或字符串位置 2、约束法：
第六章 交互式绘图技术 6.5 交互式绘图系统构造方法 6.5.1 界面布置 6.5.2 交互式工作方式 6.5.3 交互式用户接口的实现
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6.5.1 界面布置
界面布置包括屏幕划分、显示内容、颜色搭配等
1、屏幕划分：如图
菜单区 图形显示区
提示区
图形 显示区
提示区
菜单区
×××× ××××
××
(a)对称式
晰，并提高运行效率。 ④充分利用窗口系统，进行多窗口的设计。
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（2）窗口操作
对一个窗口操作有： 建立－>保留－>恢复－>拖动－>关闭
（3）窗口管理系统 定义：管理屏幕空间，使多种程序利用屏幕空间而
不相互干扰。 作用：a、为显示终端开出不同窗口；
b、在窗口内可显示结果； c、改变屏幕窗口区域、大小、位置； d、可生产弹出式或下拉式菜单对话窗。
⑤合理安排信息在屏幕上显示顺序；
⑥显示方式一致性；
⑦合理选择文本方式和图形方式显示；
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（2）屏幕显示技术
①文本式屏幕显示一般格式
a．标题引。
标题
屏幕号
b．屏幕主体。
屏幕体
c．出错信息区。
错误信息
d．状态和提示行。
状态、提示行
②问答式屏幕设计
一问一答，问答分开
③信息屏幕设计
包括输人命令的反馈、程序的运行结果、出错信息以及帮
(b)非对称式
屏幕划分
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2、字型选取：中文或英文、字体 3、颜色选取 4、窗口：屏幕上可划分大小不同窗口，方便交互式对话 5、菜单：用菜单表示程序中各种功能
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6.5.2 交互式工作方式
1、固定输入/输出方式
2、问答方式 3、表处理方式
第六章 交互式绘图技术
4、命令语言
5、菜单方式
6、图标方式 6.5Baidu Nhomakorabea3 交互式用户接口的实现
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? 在被动式绘图中，程序和图形具有相对固定的联
系，程序的直接运行结果就是某个预定的图形，操作 员不能对运行中的程序进行干预，要想改变图形必须 从修改源程序做起。即重新编辑、编译、连接、运 行……。
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这种工作方式对于某些方面可能是不方便的，例
如在总体设计、造型设计、外观设计以及建筑设计等
场合下，往往需要凭借直观边作设计边调整，这就需
6.5 交互式绘图系统构造方法 6.5.1 界面布置 6.5.2 交互式工作方式 6.5.3 交互式用户接口的实现
1、交互式输出界面设计
（1）设计原则
①要全盘考虑显示信息内容，布局和格式等；
②反馈信息和屏幕输出应面向用户，指导用户，以满足
用户需求为目标；
③反馈信息内容应准确、简洁；
④屏幕显示和布局应美观、清楚、合理；
2、灵活方便运行程序 一个应用程序会有不同的应用功能，用户可以根据
需要方便的选择所需功能。 交互式技术在计算机图形学中非常重要，因此又把
计算机图形学称为交互式计算机图形学。
Computer Graphics?Interactive Computer Graphics
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6.2 交互式绘图系统
6.2.1 交互式绘图系统组成 交互式绘图是在交互软件 的支持下，通过交互绘图 设备由操作员和计算机对 话而随机进行的绘图。 交互式绘图系统由软件和 硬件两部分组成。
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高亮度选择点
划定长方形框选择
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6.3.3 菜单技术
1、采用菜单技术的优点： （1）菜单可清楚显示出用户所能选择功能，如绘图菜单 （2）用菜单不会出现错误命令 （3）菜单使用十分灵活
2、菜单分类： （1）主菜单：在屏幕某区域，始终显示在屏幕上 （2）下拉式菜单 （3）弹出式菜单
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6.5 交互式绘图系统构造方法
组成： ①窗口管理程序。 ②窗口系统。
21
应用 程序1
用户
应用 程序2
应用 程序3
窗口 管理器
高级 图形包
终端仿 真程序
客户程序
窗口系统和图形包
服务器
操作系统
硬件
窗口系统与应用程序之间关系
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思考题：
? 构图技术有哪几种？你认为哪一种技术 最容易实现？为什么？
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4、橡皮筋法：在起点确定后，光标移出去定终点时， 在屏幕上始终显示一条连结起点和光标中心的直线
5、拖动法：用光标将形体在空间移动至任一位置
+
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按动按钮 选中物体
移动光标 也移动物体
当物体正确定 位时按钮停止
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6.3.2 拾取技术
当屏幕上有几个图形显示时，要处理某一图形，此 时我们只需点取此图形，表示现在要处理该图形。如点 取图形上一点、划长方形框处理框内图形。
第六章 交互式绘图技术
6.1 概述
一、计算机绘图方式
第六章 交互式绘图技术
1、被动式绘图
依靠程序运行自动产生图形
6.1 概述 6.2 交互式绘图系统
的绘图方式；
6.3 交互式绘图的交互技术
图形在生成过程中，操作者
6.4 输入控制方式 6.5 交互式绘图系统构造方法
无法对图形进行操作和控制。
如C语言绘图
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形式：
①以程序库的形式向用户提供基本的窗口管理库函数， 这种类型的系统功能较简单，图形技术应用较少。
②以集成操作环境为特点的窗口系统。这种操作系统就 是以窗口形式进行各种操作，它具有统一的用户界面，并 有一套完整的软件开发工具。
③建立在分布系统上的窗口系统，它既具有集成操作环 境的特点，又具有网络透明性。