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交互技術(shù)與用戶接口

**8.1用戶接口設(shè)計用戶接口：確定用戶與計算機如何進行信息交換。主要包括：

1、用戶通過什么途徑與圖形系統(tǒng)進行聯(lián)系

2、用戶通過什么手段來操作系統(tǒng)的功能實現(xiàn)要點：高效率對用戶的友好性**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.1用戶模型（UserMode）

用戶模型是用戶接口設(shè)計的基礎(chǔ)，它提供給用戶有關(guān)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。產(chǎn)生：軟件開發(fā)過程中通過任務(wù)說明和需求分析而產(chǎn)生的要求：使用用戶熟悉的概念，簡單、明確、一致，形式化**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.1用戶模型（UserMode）用戶模型設(shè)計對話的基礎(chǔ)說明所設(shè)計的系統(tǒng)能做什么應(yīng)具備什么樣的圖形操作指明能顯示的對象類型以及如何管理對象用戶對話的所有信息按應(yīng)用的語言來表達**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.1用戶模型（UserMode）窗口系統(tǒng)的一般功能打開和關(guān)閉窗口對窗口重定位、縮放功能帶內(nèi)裁剪和外裁剪的顯示等X窗口系統(tǒng)和NeWS可提供多個窗口管理程序

使不同風(fēng)格的窗口可同時在各自的管理程序控制下實現(xiàn)**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.2交互命令的設(shè)計共包括如下四個方面：應(yīng)用概念設(shè)計詞法設(shè)計句法設(shè)計語義設(shè)計**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.3用戶接口設(shè)計原則適應(yīng)多種熟練程度的用戶提供多種選擇動作的方法幫助功能分成幾個層次來設(shè)計保持一致性系統(tǒng)內(nèi)部的一致性系統(tǒng)之間的一致性可減少記憶量、減少差錯回退和出錯處理**8.1用戶接口設(shè)計

3.1.4菜單設(shè)計原則靜態(tài)、動態(tài)與彈出式菜單層次式組織菜單項按功能分類組織子菜單頻度優(yōu)先法組織使用頻度高的排在前面有效性組織菜單項無效時變灰且無法選擇互斥項交替出現(xiàn)快捷式組織常用菜單項使用熱鍵、圖符**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.5反饋多層次的反饋詞法級反饋用戶輸入了什么？句法級反饋用戶有什么要求？語義級反饋系統(tǒng)做得怎么樣？形象的反饋聲音表示己有操作--按功能鍵等醒目顯示選中的對象--變色、閃爍進程條表明系統(tǒng)正在處理之中反饋位置光標(biāo)附近特定位置如坐標(biāo)值**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.6HELP功能完整性有求必應(yīng)針對性不同用戶有不同要求高效性超媒體結(jié)構(gòu)智能性猜測用戶的困難實時性主動幫助**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.7顯示屏幕的有效利用①

信息顯示的布局合理性②充分而又正確地使用圖符③恰當(dāng)?shù)厥褂酶鞣N表示方法進行選擇性信息顯示如：應(yīng)用圖符控制圖符**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.8回退和出錯處理

回退（undo）機制取消機制確認機制設(shè)計好的診斷程序提供出錯消息對可能導(dǎo)致錯誤的一些動作進行預(yù)測約束機制：動作與對象相一致

**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.8視覺效果設(shè)計這里強調(diào)的是色彩的使用：選擇色彩對比時以色調(diào)對比為主。就色調(diào)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(diào)不容易引起視覺疲勞。為減輕視覺疲勞，應(yīng)在視野范圍內(nèi)保持均勻的色彩的明亮度。**8.1用戶接口設(shè)計

8.1.8適應(yīng)不同的用戶提供多種方法使軟件能適應(yīng)不同熟練程度的用戶。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備PHIGS和GKS將各種圖形輸入設(shè)備從邏輯上分為六種：名稱基本功能定位設(shè)備(Locator)指定一個點的坐標(biāo)位置(x,y)筆劃設(shè)備(Stroke)指定一系列點的坐標(biāo)數(shù)值設(shè)備(Valuator)輸入一個整數(shù)或?qū)崝?shù)字符串設(shè)備(String)輸入一串字符選擇設(shè)備(Choice)選擇某個菜單項拾取設(shè)備(Pick)選擇顯示著的圖形的組成部分**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備1、定位設(shè)備：典型方法是定位屏幕光標(biāo)。定位設(shè)備：鼠標(biāo)器、操縱桿、跟蹤球、空間球、數(shù)字化儀的觸筆或手動光標(biāo)等。定位設(shè)備分為三類：①直接設(shè)備和間接設(shè)備②絕對坐標(biāo)設(shè)備和相對坐標(biāo)設(shè)備③連續(xù)設(shè)備和離散設(shè)備**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備2、筆劃設(shè)備：筆劃設(shè)備的輸入等于多次調(diào)用定位設(shè)備，產(chǎn)生一系列的坐標(biāo)值，根據(jù)產(chǎn)生的坐標(biāo)值可產(chǎn)生多邊形和曲線等。3、定值設(shè)備：定值設(shè)備常用來輸入各種參數(shù)和數(shù)據(jù)。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備4、字符串設(shè)備：即進行字符串輸入。5、選擇設(shè)備：選擇設(shè)備用來選擇菜單選項、屬性選項和用于構(gòu)圖的對象形狀等。6、拾取設(shè)備：用拾取技術(shù)拾取一個圖形對象。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備6、拾取設(shè)備：（1）利用定位設(shè)備沖突問題：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(yōu)先級采用依次對拾取圖形設(shè)立標(biāo)志的辦法。找距離最近的對象優(yōu)先拾取。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備對一條以點(x1,y1)和點(x2,y2)為端點的線段來說，從點P0(x0,y0)到該線段距離的平方由下式來計算：**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.1邏輯輸入設(shè)備（2）指定拾取窗口拾取窗口是以光標(biāo)位置為中心的一個矩形窗口（3）矩形包圍（4）直接鍵入結(jié)構(gòu)名字**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式輸入模式即如何管理、控制多種輸入設(shè)備進行工作Set**Mode(ws,deviceCode,inputMode,echoFlag)1.

請求方式（requestmode）輸入設(shè)備在應(yīng)用程序的控制下工作，程序在輸入請求發(fā)出后一直被置于等待狀態(tài)直到數(shù)據(jù)輸入。2.取樣方式（samplemode）

應(yīng)用程序和輸入設(shè)備同時工作，當(dāng)輸入設(shè)備工作時，存儲輸入數(shù)據(jù)，并不斷地更新當(dāng)前數(shù)據(jù)，當(dāng)程序要求輸入時，程序采用當(dāng)前數(shù)據(jù)值。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式3.事件方式（eventmode）用戶對輸入設(shè)備的一次操作以及形成的數(shù)據(jù)叫做一個事件(Event)。思想：把事件按先后次序排成隊列，以便先進先出進行處理。當(dāng)某設(shè)備被置成事件方式，程序和設(shè)備同時工作。4.輸入方式的組合使用一個應(yīng)用程序同時可在幾種輸入模式方式下應(yīng)用幾個不同的輸入設(shè)備來進行工作。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式Set…Mode(ws,deviceCode,inputMode,echoFlag)

deviceCode:正整數(shù)

inputMode輸入模式:request(請求),sample(取樣)或event(事件)之一；

echoFlag---echo(回顯)或noecho(無回顯)

SetLocatorMode(1,2,Sample,noecho)

SetTextMode(2,1,request,echo)

SetPickMode(4,3,event,echo)**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式請求模式request…(ws,deviceCode,status,…)requestLocator(ws,devCode,status,viewIndex,pt)requestStroke(ws,devCode,nMax,status,viewIndex,n,pts)SetViewTransformationInputPriority(ws,viewIndex,refViewIndex,Priority)

**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式請求模式下的字符串輸入requestString(ws,devCode,status,nChars,str)請求模式下的定值輸入requestValuator(ws,devCode,status,value)請求模式下的選擇輸入requestChoice(ws,devCode,status,itemNum)**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式請求模式下的拾取輸入(獲得一個結(jié)構(gòu)標(biāo)識號：)requestPick(ws,devCode,maxPathDepth,status,pathDepth,pickPath)

pickPath:選擇的圖元的一組標(biāo)識信息包括結(jié)構(gòu)名，

status:圖元的拾取標(biāo)識和元素序列號

pickDepth:返回到pickPath中的信息層數(shù)

maxPathDepth:能夠存放到pickPath中的最大路徑深度。**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式取樣模式sample…(ws,deviceCode,…)sampleLocator(ws1,dev1,viewIndex,pt)sampleValuator(ws2,dev2,angle)事件模式awaitEvent(time,ws,deviceClass,deviceCode)get…(…)getLocator(viewIndex,pt)**8.2邏輯輸入設(shè)備與輸入處理

8.2.2輸入模式輸入模式的并行使用鼠標(biāo)移動對象取樣模式鼠標(biāo)按鍵結(jié)束移動事件模式**8.3基本交互任務(wù)8.3.1定位用于給應(yīng)用程序指定位置坐標(biāo)，如(x,y)或(x,y,z)分為：1）空間定位任務(wù)：需知道指定位置與空間中相鄰元素之間的關(guān)系；2）語義定位任務(wù)：需知道某一位置的坐標(biāo)值；通常還受到維數(shù)、屏幕分辨率、開環(huán)及閉環(huán)反饋的影響。**8.3基本交互任務(wù)8.3.2選擇從一個選擇集中選擇一個元素。分為：

命令選擇、操作數(shù)選擇、屬性選擇和對象選擇；選擇集：1）定長：如命令、屬性、對象類型選擇集；2）變長：對象調(diào)用選擇集。完成方式：1）基于名字：輸入命令名→找對應(yīng)的執(zhí)行程序→定位；2）基于位置：鼠標(biāo)定位在欲選擇的對象上，確認該對象；**8.3基本交互任務(wù)8.3.3文本

用于輸入一個字符串；主要輸入工具：鍵盤；

注意：輸入一個命令不是一個文本任務(wù)；8.3.4定向

在指定的坐標(biāo)系中確定形體的方向，需要確定維數(shù)和精度等指標(biāo)。8.3.5定路徑

是一系列定位和定向任務(wù)的結(jié)合，與時間、空間無關(guān)。**8.3基本交互任務(wù)8.3.6定量

在最大和最小數(shù)值之間確定一個值。常見：

1）用鍵盤輸入一個數(shù)；

2）在數(shù)字度盤、游尺上確定一個數(shù)。8.3.7三維交互任務(wù)

涉及定位、選擇和旋轉(zhuǎn)，常將三維定位、選擇和旋轉(zhuǎn)組合起來執(zhí)行。**8.3基本交互任務(wù)8.3.8組合交互任務(wù)由上述基本任務(wù)組合而成。常見的有：1）對話框：用于指定信息表中的多項值。如字體對話框；2）構(gòu)造：其最主要的應(yīng)用是用橡皮筋技術(shù)畫線段、矩形、圓等；3）動態(tài)控制：①畫水平、垂直約束線；②拖動一個符號或圖素到新的位置；③通過改變某條邊或某個點來改變一個已有圖形的形狀。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)1、回顯3、約束：在圖形繪制過程中對圖形的方向、對齊方式等進行規(guī)定和校準(zhǔn)。3、網(wǎng)格：**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)定位約束：在屏幕或窗口上定義一些不可見的網(wǎng)格，有時也可以用點的形式表示網(wǎng)格結(jié)點的位置。對用任何方式輸入一個點都用離它最近的一個網(wǎng)格結(jié)點來代替。假如定義不可見網(wǎng)格線為x=10i,y=10j,i,j=0,1,2,…n

設(shè)輸入點的坐標(biāo)為(x,y)，則離它最近的網(wǎng)格點的坐標(biāo)為(10*((round(x)+5)div10),10*((round(y)+5)div10))(6.2)方向約束：例如要繪制的線只能是垂直或水平兩個方向，當(dāng)給定的起點和終點連線與水平線的夾角小于45°時，便繪出一條直線，否則就繪垂直線。這種約束對只要繪垂直線或水平線的情況帶來很大方便。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)4、引力域：在用光標(biāo)選圖時，要把光標(biāo)中心移到圖段上去，如果被選的圖形只是一個點或一根線，那么把光標(biāo)中心對準(zhǔn)一點或一條直線段需要花較多時間。為了比較容易地做到這一點，可用引力場的方法。在每一條線段的周圍假想有一個區(qū)域，這個區(qū)域象一根香腸或啞鈴，光標(biāo)中心落在這個區(qū)域時，就自動地被直線上最近的一個點所代替。這就好象一個質(zhì)點進入了直線周圍的引力場后，就會被吸引到這條直線上去一樣。香腸或啞鈴的粗細要適中，太細了不易進入引力區(qū)，太粗了線和線的引力區(qū)相交，光標(biāo)在進入引力區(qū)相交部分可能會被吸引到不是要選的線段上去，這樣就出現(xiàn)錯誤了。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)5、選擇技術(shù)：要求確定可選擇對象的集合大小及選擇值，此集合可以是固定的，也可以是變化的。常見的有：1）圖段或?qū)嶓w的選擇：之一：指點選擇：又分為如下兩種：

①單個選擇(目標(biāo)拾取)：利用拾取器(如鼠標(biāo)、光筆、鍵盤光標(biāo)鍵等)將屏幕光標(biāo)移到目標(biāo)上，再確認；

②多重選擇：一次拾取多個目標(biāo)的操作過程。

a.利用一個矩形框來選擇；

b.鍵盤上的shift或ctrl和鼠標(biāo)配合使用。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)5、選擇技術(shù)（續(xù)1）：圖段和實體的選擇之二：指名選擇：根據(jù)對象的名字、屬性或所在圖層進行選擇；適用于：a.

已知被選對象的名字、屬性或所在圖層；b.屏幕上顯示的內(nèi)容雜亂無章、相互重疊時。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)5、選擇技術(shù)（續(xù)2）：2)菜單選擇①流行菜單類型舉例：

固定式、翻頁式、拉簾式、增長式、彈出式等；②常用菜單選擇技術(shù)：

a.選擇器選擇：用選擇器（如鼠標(biāo)、鍵盤光標(biāo)鍵等）將屏幕光標(biāo)移到被選菜單項上，再按“確認”鍵即可；

b.功能鍵或“熱鍵”選擇；

**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)6、定位技術(shù)：在屏幕上指定一個點及其坐標(biāo)值的過程。主要有三種：①圖形輸入板或鼠標(biāo)控制光標(biāo)定位；②鍵入坐標(biāo)定位；③用光筆或叉絲定位；還需考慮的因素：①坐標(biāo)系種類；②光標(biāo)的形狀及特征；③選擇合適的控制顯示比例；**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)7、定向技術(shù)：在一個坐標(biāo)系中規(guī)定一個形體的方向。常用設(shè)備：數(shù)值器、定位器、鍵盤；常見定向技術(shù)①用度盤或操縱桿控制方向角；②鍵入角度值；還需考慮的因素：坐標(biāo)系、旋轉(zhuǎn)中心、觀察效果等。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)8、定路徑技術(shù)：在一定的時間或空間內(nèi)，確定一系列的定位點和方向角，其技術(shù)和定位、定向一致。應(yīng)用方面的要求有定位點的最大數(shù)目和兩個定位點之間的間隔。間隔的計算

①基于時間采樣；

②基于相對位移達到某個距離采樣；**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)9、定量技術(shù)：通過輸入一個數(shù)值來確定一個數(shù)量。完成此任務(wù)需確定精度(單位)

設(shè)備：鍵盤或電位計常用定量技術(shù)

①鍵入數(shù)值；

②改變電位計阻值產(chǎn)生要求的數(shù)量；**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)10、文本技術(shù)：需要確定字符集及字符串的長度常用文本技術(shù)

①鍵盤輸入字符；

②菜單選擇字符；

③語音識別；

④筆劃識別。**8.4基本交互技術(shù)

8.4.1基本交互繪圖技術(shù)11、橡皮筋技術(shù)：針對輸入要求，動態(tài)地、連續(xù)地將輸入過程表現(xiàn)出來，直到產(chǎn)生用戶滿意的輸入結(jié)果為止。實現(xiàn)舉例：在平面上確定一條直線一般是先定下起點再定下終點，最后把起點和終點連成直線。所謂橡皮筋技術(shù)就是在起點確定后，光標(biāo)移出去確定終