平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形顯示領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)人機(jī)交互界面中，圖形往往因信息表達(dá)直觀、生動(dòng)而被大量使用。在上述人機(jī)交互界面中，當(dāng)以圖形方式展現(xiàn)海量信息時(shí)，總會(huì)遭遇無法回避的“全局與局部矛盾”問題，即海量全局信息的無限性與圖形顯示設(shè)備的有限性之間形成的矛盾:要展現(xiàn)海量全局信息就無法展現(xiàn)局部細(xì)節(jié)信息，反之亦然。
[0003]目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常以“局部開窗放大”來緩解這一矛盾。S卩，在不同的圖形窗口中分別顯示全局信息和局部信息:以小比例尺圖形窗口顯示全局信息，以大比例尺圖形窗口顯示局部信息。讓觀察者在不同的顯示窗口中察看全局和局部圖形信息。
[0004]從原理來看，計(jì)算機(jī)顯示二維圖形的過程，就是將定義在數(shù)據(jù)空間(x-y平面)的數(shù)據(jù)映射成屏幕窗口中幾何圖形的過程。其中每一個(gè)“窗口”對(duì)應(yīng)于一個(gè)由U-V坐標(biāo)平面構(gòu)成的顯示空間，以及一個(gè)從x-y平面到U-V平面的映射函數(shù)。所謂“局部開窗放大”則是將同一圖形數(shù)據(jù)映射到多個(gè)圖形窗口顯示。S卩，如果整體圖形數(shù)據(jù)在顯示空間{G。}中顯示，“開窗放大”則將整體圖形數(shù)據(jù)的若干部分局部信息映射到另外的顯示空間{Gui =1，2，3，......，n}中進(jìn)行顯示。
[0005]因此，“局部開窗放大”技術(shù)方案雖然緩解了 “全局與局部”信息的展示矛盾，但卻又帶來了新的問題:全局與局部圖形信息間原本的有機(jī)聯(lián)系，在多窗口顯示中卻被割裂開來。即，全局與局部圖形信息被分別顯示在不同的{G。}和{ki = 1,2, 3,……，n}中，致使觀察者在從整體到局部、從局部到整體的看圖過程中，會(huì)遭遇圖形信息在窗口邊沿處不能連續(xù)顯示的問題，大腦因此無法獲得連續(xù)的圖形信息流輸入。
[0006]認(rèn)知科學(xué)研究證明，保持視覺或聽覺信息流的連續(xù)性，是人腦對(duì)外部信息進(jìn)行深入加工的必要條件。如果人腦對(duì)所接收信息不能進(jìn)行深入的加工分析，則難以得到更加綜合、全面的信息分析結(jié)果。而與信息深加工密切關(guān)聯(lián)的“靈感”類直覺分析能力更將大打折扣。
[0007]事實(shí)上，直覺分析是人類“讀圖”過程中的高級(jí)信息“發(fā)掘”能力。人在面對(duì)傳統(tǒng)圖紙時(shí)，近距離觀察可以獲得圖紙局部細(xì)節(jié)信息，拉開觀察距離后可以逐步獲得更大范圍的整體信息。在這一 “由近變遠(yuǎn)”、“由遠(yuǎn)變近”的過程中，雖然人們視覺關(guān)注的重點(diǎn)在發(fā)生變化，但這個(gè)關(guān)注點(diǎn)變化過程是漸變的、連續(xù)的，也就是說在這一變化過程里，局部和整體信息始終是作為一個(gè)有機(jī)整體出現(xiàn)于觀察者的視線之中的。正是這種連續(xù)信息流的存在，使得觀察者能夠?qū)植亢驼w信息間的聯(lián)系進(jìn)行深入分析，從而啟發(fā)出“靈感”式的直覺分析能力。
[0008]顯然，現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中“局部開窗放大”的圖形顯示方式，由于割裂了全局和局部信息間有機(jī)聯(lián)系，將導(dǎo)致人們觀察傳統(tǒng)圖紙時(shí)常有的那種“靈光閃現(xiàn)”的直覺分析現(xiàn)象難以出現(xiàn)了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)上述平面圖形顯示全局和部分信息時(shí)割裂了整體與局部信息間有機(jī)聯(lián)系的問題，提供一種對(duì)平面圖形進(jìn)行單維度多區(qū)域、變比例關(guān)聯(lián)顯示的系統(tǒng)及方法。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)，包括全局圖形數(shù)據(jù)管理單元、圖形數(shù)據(jù)顯示及編輯單元、人機(jī)交互界面以及整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元，其中:所述全局圖形數(shù)據(jù)管理單元，用于管理及維護(hù)欲顯示之全局圖形數(shù)據(jù)；所述圖形數(shù)據(jù)顯示及編輯單元，用于將所述圖形顯示數(shù)據(jù)在圖形顯示窗口顯示；所述人機(jī)交互界面，用于接收輸入的局部放大指令及局部放大參數(shù)；所述整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元，用于按照所述局部放大指令及局部放大參數(shù)對(duì)全局圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行單維度多區(qū)域、變比例關(guān)聯(lián)映射變換，獲得全局與局部整合一體的保序圖形數(shù)據(jù)；所述圖形數(shù)據(jù)顯示及編輯單元，用于將所述全局圖形數(shù)據(jù)及保序圖形數(shù)據(jù)在圖形顯示窗口顯示。
[0011]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)中，所述人機(jī)交互界面還用于接收?qǐng)D形編輯指令；所述圖形數(shù)據(jù)顯示及編輯單元還用于根據(jù)所述圖形編輯指令對(duì)圖形顯示窗口中顯示的平面圖形進(jìn)行編輯操作；所述整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元判斷所述編輯操作對(duì)應(yīng)的自變量局部區(qū)間，并按照不同區(qū)間對(duì)應(yīng)之映射變換對(duì)編輯結(jié)果做反向映射變換；所述全局圖形數(shù)據(jù)管理單元將所述反向映射變換結(jié)果存儲(chǔ)到全局圖形數(shù)據(jù)之中。
[0012]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)中，所述局部放大參數(shù)包括在單坐標(biāo)軸上的局部放大分段區(qū)間、區(qū)間中心位置、局部放大模式及變比例參數(shù)；所述局部放大模式包括非線性和線性放大兩類；所述變比例參數(shù)為非線性放大模式中的S型曲線平均斜率或線性放大模式中的直線斜率；所述局部放大指令包括在自變量坐標(biāo)軸上創(chuàng)建局部放大區(qū)域、刪除局部放大區(qū)域。
[0013]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)中，在所述人機(jī)交互界面接收的局部放大參數(shù)中的區(qū)間中心位置位于所述圖形顯示窗口中的全局圖形數(shù)據(jù)顯示區(qū)間時(shí)，所述整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元實(shí)現(xiàn)全局圖形數(shù)據(jù)的單一層級(jí)的多區(qū)域映射變換；在所述人機(jī)交互界面接收的局部放大參數(shù)中的區(qū)間中心位置位于所述圖形顯示窗口中的局部放大區(qū)間內(nèi)時(shí)，所述整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元對(duì)原局部放大區(qū)間內(nèi)的保序圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行新一層級(jí)的多區(qū)域映射變換。
[0014]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)中，所述整體與局部圖形數(shù)據(jù)整合單元按照人機(jī)交互界面接收的局部放大指令及局部放大參數(shù)，在圖形數(shù)據(jù)顯示及編輯單元的圖形顯示空間U-V平面U軸上創(chuàng)建若干個(gè)不重疊的關(guān)聯(lián)分段區(qū)間，對(duì)應(yīng)每一分段區(qū)間在全局圖形數(shù)據(jù)空間x-y平面X軸上創(chuàng)建與U軸上區(qū)間順序相同的保序分段區(qū)間，然后在各區(qū)間上分別以各自的變比例映射變換方式將X軸上的全局圖形數(shù)據(jù)保序映射至u軸，在u-v平面上生成對(duì)應(yīng)的保序圖形數(shù)據(jù)，所述保序映射是指映射變換保證u軸上的數(shù)據(jù)點(diǎn)保有其在X軸上的原來順序。
[0015]本發(fā)明還提供一種平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示方法，包括以下步驟:
[0016](a)在圖形顯示窗口中完整顯示全局圖形數(shù)據(jù)；
[0017](b)基于步驟(a)中顯示的全局圖形數(shù)據(jù)，通過人機(jī)交互界面接收局部放大指令及局部放大參數(shù)；
[0018](c)按照所述局部放大指令及局部放大參數(shù)對(duì)全局圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行單維度多區(qū)域、變比例關(guān)聯(lián)映射變換，獲得全局與局部整合一體的保序圖形數(shù)據(jù)；
[0019](d)在圖形顯示窗口中顯示步驟(c)中生成的保序圖形數(shù)據(jù)。
[0020]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示方法中，所述方法還包括:
[0021](e)通過所述人機(jī)交互界面接收?qǐng)D形編輯指令，并根據(jù)所述圖形編輯指令對(duì)圖形顯示窗口中顯示的平面圖形進(jìn)行編輯操作；
[0022](f)判斷所述編輯操作對(duì)應(yīng)局部區(qū)間，按照不同區(qū)間對(duì)應(yīng)的映射變換對(duì)編輯結(jié)果進(jìn)行反向映射變換，并將反向變換結(jié)果存儲(chǔ)到全局圖形數(shù)據(jù)中。
[0023]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示方法中，所述局部放大參數(shù)包括在自變量坐標(biāo)軸上的局部放大分段區(qū)間、區(qū)間中心位置、局部放大模式及變比例參數(shù)；所述局部放大模式包括線性和非線性放大兩類；所述變比例參數(shù)為非線性放大模式中的S型曲線平均斜率或線性放大模式中的直線斜率；所述局部放大指令包括在自變量坐標(biāo)軸上創(chuàng)建局部放大區(qū)域、刪除局部放大區(qū)域。
[0024]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示方法中，所述步驟(d)之后包括進(jìn)行多層級(jí)嵌套縮放的操作:通過人機(jī)交互界面接收局部放大指令及局部放大參數(shù)，并在所述局部放大參數(shù)中的區(qū)間中心位置位于所述圖形顯示窗口中的放大區(qū)間內(nèi)時(shí)，對(duì)原局部放大區(qū)間內(nèi)的保序圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行新一層級(jí)的多區(qū)域映射變換，獲得新的保序圖形數(shù)據(jù)，并在圖形顯示窗口中顯示。
[0025]在本發(fā)明所述的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示方法中，所述步驟(c)包括:在圖形顯示空間U-V平面U軸上創(chuàng)建若干個(gè)不重疊的關(guān)聯(lián)分段區(qū)間，對(duì)應(yīng)每一分段區(qū)間在全局圖形數(shù)據(jù)空間x-y平面X軸上創(chuàng)建與U軸上區(qū)間順序相同的保序分段區(qū)間，然后在各區(qū)間上分別以各自的變比例映射變換方式將X軸上的全局圖形數(shù)據(jù)保序映射至u軸，在u-v平面上生成對(duì)應(yīng)的保序圖形數(shù)據(jù)，所述保序映射是指映射變換保證u軸上的數(shù)據(jù)點(diǎn)保有其在X軸上的原來順序。
[0026]本發(fā)明的平面圖形單維度局部關(guān)聯(lián)縮放顯示系統(tǒng)及方法，通過將全局圖形數(shù)據(jù)做單維度多區(qū)域、變比例保序映射變換，可實(shí)現(xiàn)全局和局部圖形數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)顯示，能夠很好的解決“全局與局部”圖形信息間有機(jī)聯(lián)系被圖形窗口割裂的問題。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明平面圖形顯示系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。
[0028]圖