计算机图形学交互技术与用户接口1

用户命令集的描述
用户命令集的结构:层次式结构 命令树 使用逐步生长的命令树来描述用户命令集
2011-2-18
用户命令集的描述
绘图系统 绘图模式 折线 弧线 圆 编辑模式 旋转 修改模式 平移 缩放
命令树结构示意图
2011-2-18
用户命令集的描述
Drawing System Drawing Polyline Arc Editing Circle rotation Modifying Translation Scale
命令树结构示意图
2011-2-18
人-机对话序列的设计
指定一个对话命令 输入参数
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例
M
P
I
L
D
E
A
V
R
T
C
F
B
M：Menu D：Default R：React B：Before
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P：Please… E：Error T：Type
I：Input A：Application C：Circulation
Chapter 2
Interaction Techniques & User Interface
交互技术与用户接口
1
Some terms
User interface：能够使用户动态地完成输入位置坐标、制定
选择功能、拾取操作对象、设置变换参数等图形 环境
交互任务的界面
Interaction techniques：开发用户接口、完成交
Device level
On the hardware characteristics per se
Task level
Comparing interaction techniques using different devices for the same task
Dialogue level
Considering a sequence of several interaction tasks
在交互输入过程中,常用的控制方式是请求、 采样、事件及其组合形式四种. 三种输入控制方式
输入控制的方式取决于应用程序和输入设 备之间是如何相互作用的
•
请求方式:用程序来初始化输入设备，在应用程序 的控制下工作.
应用程序激活一个或几个输入设备之后， 继续自 己的工作，直至某个输入设备发出中断请求。
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Main factors
Visual design of user-computer interface Styles of user-interface (WYSIWYG) Form and content of user-computer dialogues Several important design consideration
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设计人机交互的一般原则
简单易学 清晰地显示可选项 提供反馈 对错误操作容易纠正 设计的一致性
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菜单驱动的交互方式
菜单的组织 菜单树 菜单的选择 标号 名字 位置 菜单的驱动
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光栅操作
图形软件中使用的典型光栅操作 生成画布 裁剪 位块拷贝 显示模式
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生成画布
画布定义：保存图象的图元。 属性：
• 定位信息 • 像素信息 • 控制信息：大小、线型、颜色等
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Outline
交互设备(interaction devices) 交互任务(interaction tasks) 交互技术(interaction techniques)
Primitive building blocks
交互式用户接口的构造
Putting together the primitive building blocks into a complete user-interface design
互任务的技术
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Why the issues?
Keyboard-oriented command-language interfaces
Hard-to-learn
Graphics-oriented personal computing environments
Easy-to-learn
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交互式用户接口的表现形式
• • • • • • •
屏幕的划分 字型的选用 颜色、灰度的选择 系统的开启 窗口 菜单 图形符号和光标
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交互式用户接口常见的工作方式
• • • • • •
固定域输入/输出方式 问答方式 表处理方式 命令语言 菜单方式 图形符号方式
2011-2-18
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用户接口的常用形式(1)
常用的面向应用的用户接口形式有三种:子 程序、专用语言和交互命令.
子程序库
以一种合适的高级语言(如C,C++,Pascal 等)为主语言,用此语言扩展一系列的过程或函 数调用,用以实现有关的图形设计和处理. 如GKS、GL、OpenGL等。
2011-2-18
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交互设备 (2)
Locator Deviceswenku.baidu.com
分为绝对坐标设备、相对坐标设备、间接设备、直 接设备、离散设备、连续设备.
Keyboard Devices Valuator Devices Choice Devices Voice Recognizers 3D Interaction Devices
状态：
• 激活—可见图元 • 非激活—不可见图元
操作：创建、设置、查询、删除等
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裁剪
屏幕划分：标题栏、命令区、绘图区等 内、外裁剪
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位块拷贝
功能：
将源画布中的象素拷贝到目标区域
实现：
定位 缩放：关于坐标单位进行 裁剪
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显示模式
源位块与目标位块中对应象素的运算方式 常见模式：例-覆盖 或 异或 与
用户接口的常用形式(2)
功能 ： • 基本图素； • 坐标变换； • 设置图形属性和显示方式； • 输入、输出子程序； • 真实图形的处理； • 用户界面的设计。
2011-2-18
用户接口的常用形式(3)
专用语言
功能与子程序包类似.
交互命令
将交互的功能或语句以命令方式提供给用户使用. • 交互式用户接口就是基于某种模型,实现用户所需要 的输入、选择、拾取、删、增、改等操作.
交互任务(2)
(4)定向 在指定的坐标系中确定形体的方向 (5)定路径 一系列定位和定向任务的组合 (6)定量 定量任务是要在最大和最小数值之间确定一个 值.
2011-2-18
三维交互任务
定位和选择
(1)
(2)
(3)
旋转
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(1)
(2)
Composite interaction tasks(cits)
the desktop user-interface metaphor is popular Now, high-quality user interfaces are the “last frontier” in providing computing to a wide variety of users
2011-2-18
交互任务(1)
交互过程中的任务可归纳为以下六种:
(1)定位 用来给应用程序指定位置坐标(x,y)或(x,y,z) (2)选择任务 从一个选择集中挑选一个元素,常用的有命令选择、操作 数选择、属性选择和对象选择. (3)文本任务 既输入一个字符串,此字符串不具有任何特定的意义.
2011-2-18
L：Long V：View F：Follower
交互式用户接口的实现
交互命令是最常用的接口形式.交互命令式接口 通常采用菜单驱动、数据表格驱动和事件驱动的形 式.它们都把用户接口所具有的功能命令做成菜单一 样的东西,在屏幕上显示输出或贴在台板上,供用户选 择. 菜单驱动的交互方式 数据表格驱动的交互方式 事件驱动的交互方式
Dialogue boxes
Select multiple elements of a set at once
Construction techniques
Rubberbanding, rubber-rectangle, rubber-circle…
Dynamic manipulation
dragging, rotating, scaling
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交互技术
选择技术 定位技术 定向技术 定路径技术 定量技术 文本技术 橡皮筋技术 徒手画技术 拖动技术
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拾取图形
拾取图形是交互式用户接口中的重要 任之一.在交互式图形系统的增、删、改 操作中,都是以拾取图形或拾取图形的某 一位置点为基础的.
2011-2-18
输入控制(1)
2011-2-18
交互设备 (1)
对于交互设备的评价一般是从三个层次上看: • 设备层:从设备的硬件性能上考察。 • 任务层:对同一交互任务用不同的交互设备 的效果上看。 • 对话层:对不同的交互任务用不同的交互设 备的使用效果上看。
2011-2-18
Three levels of interaction devices
2011-2-18
交互设备、交互任务和交互技术(1)
• 交互设备是实现交互技术,完成交互任务的基础. • 交互技术是用户用交互设备把信息输入进计算机 的不同方式. • 交互任务是用户输入到计算机的一个单元信息.
2011-2-18
交互设备、交互任务和交互技术(2)
• 交互设备从逻辑上分有五种: 定位、键盘、选择、取值和拾取 • 交互任务最基本的有四种: 定位、字串、选择、取数 一个交互任务-----可用多种交互技术实现 一种交互设备-----可用于多种交互任务
输入控制(2)
•
•
取样方式:程序和输入设备同时工作. 应用程序通过不停地取样输入设备的状态 来检测其状态的改变。 事件方式:输入设备初始化数据输入,并控制数 据处理过程.
2011-2-18
交互式用户接口的构造
Key goals
Increase in speed of learning Increase in speed of use Reduction of error rate Encouragement of rapid recall Increase in attractiveness to potential users