一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，包括：從鼠標(biāo)按下時(shí)刻開(kāi)始，在窗體上繪制第一個(gè)采樣點(diǎn)；在前一時(shí)刻繪制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行增量式繪制；結(jié)合最近一次采樣點(diǎn)的位置，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻鼠標(biāo)所在位置是否應(yīng)該采樣進(jìn)行判斷；根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)，與前一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，判斷當(dāng)前時(shí)刻是否需要刷新，對(duì)窗體內(nèi)容進(jìn)行更新；計(jì)算最新的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的重繪區(qū)域，在窗體上該重繪區(qū)域內(nèi)進(jìn)行重新繪制，更新窗體內(nèi)容；鼠標(biāo)彈起，本次線(xiàn)條的繪制結(jié)束。本發(fā)明在線(xiàn)條繪制過(guò)程中，只需要繪制少量數(shù)目的采樣點(diǎn)，并且盡量降低刷新頻率和刷新面積，使得系統(tǒng)的計(jì)算量降低到極致，從而給用戶(hù)帶來(lái)了流暢的感覺(jué)，用戶(hù)體驗(yàn)明顯提升。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中至關(guān)重要的一個(gè)領(lǐng)域，其發(fā)展歷史基本上代表了計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史。從最早的大型機(jī)上的笨拙的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，到早期鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的出現(xiàn)，以及當(dāng)下流行的觸摸屏，人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展速度日新月異。近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新的傳感器，比如深度相機(jī)Kinect、LeapMot1n等的出現(xiàn)，使得各種便捷式的人機(jī)交互方式層出不窮。由于目前Kinect等深度相機(jī)在距離精度和空間分辨率上，都明顯不足，利用Kinect等深度相機(jī)直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，并不能達(dá)到進(jìn)行精細(xì)操作的目的，不能直接在利用投影儀投射在墻壁上的顯示區(qū)域內(nèi)進(jìn)行便捷而靈敏的操作。
[0005]利用光筆和攝像頭組合形成的投影交互系統(tǒng)，對(duì)投影圖像進(jìn)行操作，是最近出現(xiàn)的一種新技術(shù)，該系統(tǒng)不僅安裝方便，使用便捷，而且成本也在可以接受的范圍以?xún)?nèi)，因此很適合作為在教室內(nèi)與會(huì)議室內(nèi)進(jìn)行演示和講解的工具。利用投影交互系統(tǒng)進(jìn)行演示和講解的過(guò)程中，繪制線(xiàn)條和寫(xiě)字是最常見(jiàn)的操作。利用光筆或者手指直接在墻壁上或者白板上，對(duì)投影內(nèi)容進(jìn)行各種批注和繪制，可以顯著提高演示和講解的效果，加強(qiáng)觀(guān)眾的印象和理解。但是，常見(jiàn)的線(xiàn)條繪制方法并沒(méi)有考慮如何降低繪制過(guò)程中的系統(tǒng)負(fù)載，不僅每一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)都需要對(duì)當(dāng)前畫(huà)面中的所有的線(xiàn)條，所有點(diǎn)的采樣點(diǎn)進(jìn)行繪制，而且在每個(gè)時(shí)刻點(diǎn)，都對(duì)畫(huà)面整體進(jìn)行刷新，造成了大量的重復(fù)繪制和刷新。因此，常見(jiàn)的方法很容易給用戶(hù)造成畫(huà)線(xiàn)不流暢、系統(tǒng)不靈敏的感覺(jué)，帶來(lái)了很差的用戶(hù)體驗(yàn)。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減小被繪制的線(xiàn)條的復(fù)雜程度，提高線(xiàn)條繪制的速度；降低刷新頻率和系統(tǒng)負(fù)載，提高線(xiàn)條繪制的流暢程度的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，該方法包括下列順序的步驟:
(1)從鼠標(biāo)按下時(shí)刻開(kāi)始，在窗體上繪制第一個(gè)采樣點(diǎn)；
(2)在前一時(shí)刻繪制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行增量式繪制:將最新出現(xiàn)的幾個(gè)采樣點(diǎn)，以及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，疊加到前一時(shí)刻繪制的結(jié)果上，得到當(dāng)前時(shí)刻的繪制內(nèi)容；
(3)結(jié)合最近一次采樣點(diǎn)的位置，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻鼠標(biāo)所在位置是否應(yīng)該采樣進(jìn)行判斷；
(4)根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)，與前一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，判斷當(dāng)前時(shí)刻是否需要刷新，對(duì)窗體內(nèi)容進(jìn)行更新；
(5)計(jì)算最新的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的重繪區(qū)域，在窗體上該重繪區(qū)域內(nèi)進(jìn)行重新繪制，更新窗體內(nèi)容；
(6 )鼠標(biāo)彈起，本次線(xiàn)條的繪制結(jié)束。
[0009]所述采樣點(diǎn)是指，在鼠標(biāo)的移動(dòng)過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)一個(gè)鼠標(biāo)坐標(biāo)位置，由于鼠標(biāo)的位置刷新速度快，一秒鐘有幾十個(gè)坐標(biāo)位置，對(duì)這幾十個(gè)坐標(biāo)位置進(jìn)行抽樣，選擇其中的一部分來(lái)進(jìn)行繪圖，這些被選中的鼠標(biāo)坐標(biāo)位置即為采樣點(diǎn)。
[0010]在步驟(2)中，所述采樣點(diǎn)的選取方法如下:
2a)設(shè)置用于存儲(chǔ)所有采樣點(diǎn)的采樣點(diǎn)隊(duì)列和用于存儲(chǔ)候選采樣點(diǎn)的候選隊(duì)列；
2b)將第一個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)位置加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中；
2c)計(jì)算第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)到第一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，如果該歐氏距離大于采樣距離閾值Th_sample_dist，則將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)加入采樣點(diǎn)隊(duì)列;反之，將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)暫時(shí)記錄在候選隊(duì)列中；
2d)從采樣點(diǎn)隊(duì)列中提取出前一個(gè)采樣點(diǎn)坐標(biāo)Pl，然后計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)P與Pl之間的歐式距離，將該歐氏距離與采樣距離閾值Th_samp I e_d i s t進(jìn)行比較:
2dl)若前者大于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角，若夾角接近平角，說(shuō)明此時(shí)當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2，以及前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl在同一條線(xiàn)上，清空候選隊(duì)列，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列;若夾角非接近平角，說(shuō)明當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2、前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl非在一條直線(xiàn)上，此時(shí)將候選點(diǎn)P2加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列，當(dāng)前點(diǎn)P取代候選點(diǎn)P2成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)；
2d2)若前者小于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到候選隊(duì)列中去，成為候選點(diǎn)；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角;如果夾角接近平角，則用當(dāng)前點(diǎn)P代替候選點(diǎn)P2;若夾角非接近平角，則將候選點(diǎn)P2加入采樣點(diǎn)隊(duì)列，使當(dāng)前P成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)。
[0011]在步驟(2)中，所述增量式繪制的方法如下:
2e)將當(dāng)前窗體上的顯示內(nèi)容，全部都保存到內(nèi)存中，存儲(chǔ)在一幅稱(chēng)為歷史圖像的圖像中；
2f)將歷史圖像中的繪制內(nèi)容復(fù)制出來(lái)，然后繪制最新的采樣點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，將新繪制內(nèi)容與復(fù)制的歷史圖像內(nèi)容進(jìn)行累加融合，得到當(dāng)前內(nèi)容；
2g)將當(dāng)前內(nèi)容繪制到緩存中，該緩存是雙緩存機(jī)制的第一塊緩存；
2h)將緩存中的當(dāng)前繪制內(nèi)容，繪制到窗體上，并且對(duì)窗體進(jìn)行刷新；
2i)用當(dāng)前繪制內(nèi)容更新歷史圖像，為下一次繪制做準(zhǔn)備。
[0012]在步驟(4)中，判斷某一個(gè)時(shí)刻是否需要刷新，判斷其與前一個(gè)刷新點(diǎn)的歐式距離，若兩個(gè)刷新點(diǎn)之間的歐氏距離小于刷新距離閾值Th_refresh_dist，則不進(jìn)行刷新，否貝IJ，進(jìn)行刷新。
[0013]在步驟(5)中，所述重繪區(qū)域是指被重新繪制的區(qū)域，只針對(duì)增量式繪制時(shí)當(dāng)前區(qū)域新出現(xiàn)的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的外接矩形區(qū)域進(jìn)行重繪，用小矩形序列來(lái)代替線(xiàn)條的外接矩形，覆蓋原來(lái)的重繪區(qū)域，所述小矩形隊(duì)列的計(jì)算方法如下: 5a)先設(shè)定矩形隊(duì)列中的小矩形的最大邊長(zhǎng)閾值和小矩形數(shù)目上限；
5b)計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)段的線(xiàn)條長(zhǎng)度和方向角；
5c)比較線(xiàn)條長(zhǎng)度與小矩形最大邊長(zhǎng)閾值:
5cl)若前者小于后者，則繼續(xù)增加后續(xù)線(xiàn)條，分析總體外接矩形的尺寸，如果該尺寸依然小于閾值，則繼續(xù)增加新的線(xiàn)條，直到外接矩形尺寸大于最大邊長(zhǎng)閾值時(shí)，用此時(shí)的幾條線(xiàn)條的外接矩形進(jìn)行重繪；
5c2)若前者大于后者，則判斷外接矩形中較短一邊與最大邊長(zhǎng)閾值的大小關(guān)系，如果外接矩形中較短一邊小于最大邊長(zhǎng)閾值，則直接用線(xiàn)條外接矩形作為重繪區(qū)域進(jìn)行重繪；如果外接矩形中較短一邊大于最大邊長(zhǎng)閾值，則計(jì)算小矩形邊長(zhǎng)與數(shù)目閾值的乘積，將外接矩形中較短一邊與該乘積進(jìn)行比較，若外接矩形中較短一邊大于乘積，則將線(xiàn)條長(zhǎng)度按照數(shù)目閾值進(jìn)行等分，根據(jù)等分線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的位置得到小矩形隊(duì)列;若外接矩形中較短一邊小于乘積，則參照最大邊長(zhǎng)閾值對(duì)線(xiàn)條進(jìn)行均分，得到相應(yīng)的小矩形隊(duì)列；
5d)利用小矩形隊(duì)列對(duì)畫(huà)面區(qū)域進(jìn)行重繪。
[0014]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明在線(xiàn)條繪制過(guò)程中，只需要繪制少量數(shù)目的采樣點(diǎn)，并且盡量降低刷新頻率和刷新面積，使得系統(tǒng)的計(jì)算量降低到極致，從而給用戶(hù)帶來(lái)了流暢的感覺(jué)，用戶(hù)體驗(yàn)明顯提升。常規(guī)的繪制線(xiàn)條的方法，由于采樣點(diǎn)沒(méi)有精選，容易導(dǎo)致局部區(qū)域采樣點(diǎn)過(guò)于密集，線(xiàn)條形狀出現(xiàn)鋸齒狀的現(xiàn)象，本發(fā)明適度減低了密集區(qū)域的采樣點(diǎn)，使得線(xiàn)條的形狀更加平滑，視覺(jué)效果更好。
[0015]
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
圖2為本發(fā)明中增量式繪制方法流程圖；
圖3為本發(fā)明中采樣點(diǎn)選取方法流程圖；
圖4為本發(fā)明中線(xiàn)條重繪區(qū)域的計(jì)算的方法流程圖；
圖5為現(xiàn)有技術(shù)中線(xiàn)條的重繪區(qū)域示意圖；
圖6為用系列小矩形代替線(xiàn)條的重繪區(qū)域示意圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，該方法包括下列順序的步驟:
(1)從鼠標(biāo)按下時(shí)刻開(kāi)始，在窗體上繪制第一個(gè)采樣點(diǎn)；
(2)在前一時(shí)刻繪制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行增量式繪制:將最新出現(xiàn)的幾個(gè)采樣點(diǎn)，以及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，疊加到前一時(shí)刻繪制的結(jié)果上，得到當(dāng)前時(shí)刻的繪制內(nèi)容；
(3)結(jié)合最近一次采樣點(diǎn)的位置，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻鼠標(biāo)所在位置是否應(yīng)該采樣進(jìn)行判斷；
(4)根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)，與前一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，判斷當(dāng)前時(shí)刻是否需要刷新，對(duì)窗體內(nèi)容進(jìn)行更新；
(5)計(jì)算最新的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的重繪區(qū)域，在窗體上該重繪區(qū)域內(nèi)進(jìn)行重新繪制，更新窗體內(nèi)容；
(6 )鼠標(biāo)彈起，本次線(xiàn)條的繪制結(jié)束；
所述采樣點(diǎn)是指，在鼠標(biāo)的移動(dòng)過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)一個(gè)鼠標(biāo)坐標(biāo)位置，由于鼠標(biāo)的位置刷新速度快，一秒鐘有幾十個(gè)坐標(biāo)位置，對(duì)這幾十個(gè)坐標(biāo)位置進(jìn)行抽樣，選擇其中的一部分來(lái)進(jìn)行繪圖，這些被選中的鼠標(biāo)坐標(biāo)位置即為采樣點(diǎn)。在鼠標(biāo)的移動(dòng)過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)刻，都會(huì)有一個(gè)鼠標(biāo)坐標(biāo)位置；鼠標(biāo)的位置刷新速度很快，一秒鐘有幾十個(gè)坐標(biāo)位置;對(duì)著幾十個(gè)坐標(biāo)位置進(jìn)行抽樣，選擇其中的一部分來(lái)進(jìn)行繪圖。這些被選中的坐標(biāo)位置，就是采樣點(diǎn)。鼠標(biāo)點(diǎn)是指每一個(gè)時(shí)刻的鼠標(biāo)坐標(biāo)位置，是原始的，沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何篩選;而采樣點(diǎn)已經(jīng)經(jīng)過(guò)篩選了，是鼠標(biāo)點(diǎn)的一個(gè)子集。一秒鐘如果有50個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)，那么采樣點(diǎn)的數(shù)目可能只有10個(gè)。
[0019]如圖3所示，在步驟(2)中，所述采樣點(diǎn)的選取方法如下:
2a)設(shè)置用于存儲(chǔ)所有采樣點(diǎn)的采樣點(diǎn)隊(duì)列和用于存儲(chǔ)候選采樣點(diǎn)的候選隊(duì)列;候選采樣點(diǎn)就是當(dāng)前還不能確定是否應(yīng)該采樣點(diǎn)的位置點(diǎn)；
2b)將第一個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)位置加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中；
2c)計(jì)算第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)到第一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，如果該歐氏距離大于采樣距離閾值Th_sample_dist，則將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)加入采樣點(diǎn)隊(duì)列;反之，將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)暫時(shí)記錄在候選隊(duì)列中；
2d)從采樣點(diǎn)隊(duì)列中提取出前一個(gè)采樣點(diǎn)坐標(biāo)Pl，然后計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)P與Pl之間的歐式距離，將該歐氏距離與采樣距離閾值Th_samp I e_d i s t進(jìn)行比較:
2dl)若前者大于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角，若夾角接近平角，說(shuō)明此時(shí)當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2，以及前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl在同一條線(xiàn)上，清空候選隊(duì)列，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列;若夾角非接近平角，說(shuō)明當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2、前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl非在一條直線(xiàn)上，此時(shí)將候選點(diǎn)P2加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列，當(dāng)前點(diǎn)P取代候選點(diǎn)P2成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)；
2d2)若前者小于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到候選隊(duì)列中去，成為候選點(diǎn)；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角;如果夾角接近平角，則用當(dāng)前點(diǎn)P代替候選點(diǎn)P2;若夾角非接近平角，則將候選點(diǎn)P2加入采樣點(diǎn)隊(duì)列，使當(dāng)前P成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)。
[0020]線(xiàn)條繪制的過(guò)程中，并不是每一個(gè)時(shí)刻的鼠標(biāo)位置都需要進(jìn)行繪制，只需要對(duì)其中部分時(shí)刻進(jìn)行采樣即可，這樣可以有效降低系統(tǒng)負(fù)載，同時(shí)又不影響線(xiàn)條的外觀(guān)。
[0021]如圖2所示，在步驟(2)中，所述增量式繪制的方法如下:
2e)將當(dāng)前窗體上的顯示內(nèi)容，全部都保存到內(nèi)存中，存儲(chǔ)在一幅稱(chēng)為歷史圖像的圖像中；
2f)將歷史圖像中的繪制內(nèi)容復(fù)制出來(lái)，然后繪制最新的采樣點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，將新繪制內(nèi)容與復(fù)制的歷史圖像內(nèi)容進(jìn)行累加融合，得到當(dāng)前內(nèi)容；
2g)將當(dāng)前內(nèi)容繪制到緩存中，該緩存是雙緩存機(jī)制的第一塊緩存；
2h)將緩存中的當(dāng)前繪制內(nèi)容，繪制到窗體上，并且對(duì)窗體進(jìn)行刷新；
2i)用當(dāng)前繪制內(nèi)容更新歷史圖像，為下一次繪制做準(zhǔn)備。
[0022]在每一次繪制線(xiàn)條的操作結(jié)束之后，都將繪制的內(nèi)容保存下來(lái)，稱(chēng)為歷史圖像。當(dāng)系統(tǒng)獲取到新的采樣點(diǎn)之后，首先將歷史圖像重新復(fù)制出來(lái)，然后只需要對(duì)最新的采樣點(diǎn)，及其連線(xiàn)進(jìn)行繪制即可，并且將新繪制的內(nèi)容，累積到歷史圖像上，從而得到當(dāng)前的畫(huà)面內(nèi)容。在將歷史圖像繪制到窗體上時(shí)，為了消除快速刷新時(shí)造成的閃爍效應(yīng)，采用雙緩存機(jī)制。先將所有的畫(huà)面內(nèi)容統(tǒng)一繪制到內(nèi)存畫(huà)板上，然后將內(nèi)存畫(huà)板一次性繪制到窗體上。最后再更新歷史圖像，以備下一個(gè)時(shí)刻使用。
[0023]在步驟(4)中，判斷某一個(gè)時(shí)刻是否需要刷新，判斷其與前一個(gè)刷新點(diǎn)的歐式距離，若兩個(gè)刷新點(diǎn)之間的歐氏距離小于刷新距離閾值Th_refresh_dist，則不進(jìn)行刷新，否貝1J，進(jìn)行刷新。在完成鼠標(biāo)點(diǎn)采樣之后，還需要對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的篩選，以決定在哪些時(shí)刻進(jìn)行刷新，可以保證在不影響畫(huà)線(xiàn)流暢性的前提下，降低計(jì)算量，提高用戶(hù)體驗(yàn)。假設(shè)I秒鐘鼠標(biāo)點(diǎn)的數(shù)目是60個(gè)，從鼠標(biāo)點(diǎn)中選擇10個(gè)作為采樣點(diǎn)，而從這10個(gè)采樣點(diǎn)中再選擇5個(gè)作為刷新點(diǎn)。刷新點(diǎn)是在采樣點(diǎn)中選擇的，是采樣點(diǎn)的子集。
[0024]如圖4所示，在步驟(5)中，所述重繪區(qū)域是指被重新繪制的區(qū)域，只針對(duì)增量式繪制時(shí)當(dāng)前區(qū)域新出現(xiàn)的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的外接矩形區(qū)域進(jìn)行重繪，用小矩形序列來(lái)代替線(xiàn)條的外接矩形，覆蓋原來(lái)的重繪區(qū)域，所述小矩形隊(duì)列的計(jì)算方法如下:
5a)先設(shè)定矩形隊(duì)列中的小矩形的最大邊長(zhǎng)閾值和小矩形數(shù)目上限；在進(jìn)行實(shí)際重繪時(shí)，小矩形尺寸不能過(guò)大，否則增加了計(jì)算量;此外，在進(jìn)行每一輪執(zhí)行重繪操作時(shí)，矩形框的數(shù)目也不能太多，否則也會(huì)降低系統(tǒng)效率；
5b)計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)段的線(xiàn)條長(zhǎng)度和方向角；
5c)比較線(xiàn)條長(zhǎng)度與小矩形最大邊長(zhǎng)閾值:
5cl)若前者小于后者，則繼續(xù)增加后續(xù)線(xiàn)條，分析總體外接矩形的尺寸，如果該尺寸依然小于閾值，則繼續(xù)增加新的線(xiàn)條，直到外接矩形尺寸大于最大邊長(zhǎng)閾值時(shí)，用此時(shí)的幾條線(xiàn)條的外接矩形進(jìn)行重繪；
5c2)若前者大于后者，則判斷外接矩形中較短一邊與最大邊長(zhǎng)閾值的大小關(guān)系，如果外接矩形中較短一邊小于最大邊長(zhǎng)閾值，則直接用線(xiàn)條外接矩形作為重繪區(qū)域進(jìn)行重繪；如果外接矩形中較短一邊大于最大邊長(zhǎng)閾值，則計(jì)算小矩形邊長(zhǎng)與數(shù)目閾值的乘積，將外接矩形中較短一邊與該乘積進(jìn)行比較，若外接矩形中較短一邊大于乘積，則將線(xiàn)條長(zhǎng)度按照數(shù)目閾值進(jìn)行等分，根據(jù)等分線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的位置得到小矩形隊(duì)列;若外接矩形中較短一邊小于乘積，則參照最大邊長(zhǎng)閾值對(duì)線(xiàn)條進(jìn)行均分，得到相應(yīng)的小矩形隊(duì)列；
5d)利用小矩形隊(duì)列對(duì)畫(huà)面區(qū)域進(jìn)行重繪。最終計(jì)算得到的重繪區(qū)域如圖6中的矩形所不O
[0025]Windows操作系統(tǒng)在顯示窗體時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)窗體的各種變化，此時(shí)需要重新繪制顯示內(nèi)容。但是windows不是對(duì)所有的窗體都進(jìn)行重繪，也不是重繪該窗體的所有內(nèi)容，而是重新繪制一部分局部區(qū)域就行了，這樣可以節(jié)約時(shí)間。這個(gè)被重新繪制的區(qū)域，就叫重繪區(qū)域。一般重繪區(qū)域都是一個(gè)矩形。
[0026]圖5是一幅線(xiàn)條的圖像，常規(guī)情形下，會(huì)直接利用該線(xiàn)條的最小外接矩形進(jìn)行重繪，如圖中的虛線(xiàn)框所示，這種重繪區(qū)域，存在大量的空白部分，因此效率很低。
[0027]在線(xiàn)條的繪制過(guò)程中，傳統(tǒng)的重繪方式，是直接對(duì)整個(gè)畫(huà)面進(jìn)行重繪，這導(dǎo)致所有的內(nèi)容都需要重繪，消耗了大量的計(jì)算資源。本發(fā)明中的重繪區(qū)域，只針對(duì)增量式繪制時(shí)當(dāng)前區(qū)域新出現(xiàn)的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的外接矩形區(qū)域進(jìn)行重繪，從而極大地降低了重繪面積。除此之夕卜，為了進(jìn)一步降低重繪區(qū)域面積，用一系列小矩形的組合來(lái)代替線(xiàn)條的外接矩形，覆蓋原來(lái)的重繪區(qū)域，從而將計(jì)算量降低到極致。在子矩形的數(shù)目上，需要加以一定的控制，以保證刷新面積與重繪次數(shù)的平衡。
[0028]綜上所述，本發(fā)明在線(xiàn)條的繪制過(guò)程中，采用增量繪制的方法降低運(yùn)算量，即每次只在前一次繪制的基礎(chǔ)之上，繪制最新出現(xiàn)的幾個(gè)采樣點(diǎn)，從而避免每個(gè)時(shí)刻點(diǎn)都需要對(duì)線(xiàn)條整體進(jìn)行重繪的高計(jì)算量操作;在繪制過(guò)程中，對(duì)每個(gè)時(shí)刻，當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)是否需要采樣的策略進(jìn)行優(yōu)化，在保持線(xiàn)條形狀不受到影響的同時(shí)，盡量降低采樣點(diǎn)的數(shù)目，從而減低被繪制的線(xiàn)條的復(fù)雜程度，起到提高線(xiàn)條繪制速度的目的；在繪制過(guò)程中，對(duì)每個(gè)時(shí)刻，當(dāng)前圖像內(nèi)容是否需要刷新的判斷機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，在不影響人眼觀(guān)看效果，不造成明顯的延遲感覺(jué)的前提下，盡量降低刷新頻率，降低系統(tǒng)負(fù)載;在繪制過(guò)程中，對(duì)每個(gè)時(shí)刻，新繪制的線(xiàn)條的重繪區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，保證在重繪次數(shù)盡量少的情形下，使總的重繪面積降低到最少，從而提高線(xiàn)條繪制的流暢程度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，該方法包括下列順序的步驟: (1)從鼠標(biāo)按下時(shí)刻開(kāi)始，在窗體上繪制第一個(gè)采樣點(diǎn)； (2)在前一時(shí)刻繪制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行增量式繪制:將最新出現(xiàn)的幾個(gè)采樣點(diǎn)，以及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，疊加到前一時(shí)刻繪制的結(jié)果上，得到當(dāng)前時(shí)刻的繪制內(nèi)容； (3)結(jié)合最近一次采樣點(diǎn)的位置，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻鼠標(biāo)所在位置是否應(yīng)該采樣進(jìn)行判斷； (4)根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)，與前一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，判斷當(dāng)前時(shí)刻是否需要刷新，對(duì)窗體內(nèi)容進(jìn)行更新； (5)計(jì)算最新的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的重繪區(qū)域，在窗體上該重繪區(qū)域內(nèi)進(jìn)行重新繪制，更新窗體內(nèi)容； (6 )鼠標(biāo)彈起，本次線(xiàn)條的繪制結(jié)束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，其特征在于:所述采樣點(diǎn)是指，在鼠標(biāo)的移動(dòng)過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)一個(gè)鼠標(biāo)坐標(biāo)位置，由于鼠標(biāo)的位置刷新速度快，一秒鐘有幾十個(gè)坐標(biāo)位置，對(duì)這幾十個(gè)坐標(biāo)位置進(jìn)行抽樣，選擇其中的一部分來(lái)進(jìn)行繪圖，這些被選中的鼠標(biāo)坐標(biāo)位置即為采樣點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，其特征在于:在步驟(2)中，所述采樣點(diǎn)的選取方法如下: 2a)設(shè)置用于存儲(chǔ)所有采樣點(diǎn)的采樣點(diǎn)隊(duì)列和用于存儲(chǔ)候選采樣點(diǎn)的候選隊(duì)列； 2b)將第一個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)位置加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中； 2c)計(jì)算第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)到第一個(gè)采樣點(diǎn)的歐氏距離，如果該歐氏距離大于采樣距離閾值Th_sample_dist，則將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)加入采樣點(diǎn)隊(duì)列;反之，將第二個(gè)鼠標(biāo)點(diǎn)暫時(shí)記錄在候選隊(duì)列中； 2d)從采樣點(diǎn)隊(duì)列中提取出前一個(gè)采樣點(diǎn)坐標(biāo)Pl，然后計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)P與Pl之間的歐式距離，將該歐氏距離與采樣距離閾值Th_samp I e_d i s t進(jìn)行比較: 2dl)若前者大于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列中；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角，若夾角接近平角，說(shuō)明此時(shí)當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2，以及前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl在同一條線(xiàn)上，清空候選隊(duì)列，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列;若夾角非接近平角，說(shuō)明當(dāng)前點(diǎn)P與候選點(diǎn)P2、前一個(gè)采樣點(diǎn)Pl非在一條直線(xiàn)上，此時(shí)將候選點(diǎn)P2加入到采樣點(diǎn)隊(duì)列，當(dāng)前點(diǎn)P取代候選點(diǎn)P2成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)； 2d2)若前者小于后者，則從候選隊(duì)列中提取候選點(diǎn)；若候選點(diǎn)不存在，將當(dāng)前點(diǎn)P加入到候選隊(duì)列中去，成為候選點(diǎn)；若存在候選點(diǎn)P2，則計(jì)算由P、P2、P1組成的以P2為頂點(diǎn)的三角形的夾角;如果夾角接近平角，則用當(dāng)前點(diǎn)P代替候選點(diǎn)P2;若夾角非接近平角，則將候選點(diǎn)P2加入采樣點(diǎn)隊(duì)列，使當(dāng)前P成為候選點(diǎn);返回步驟2d)，進(jìn)入循環(huán)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，其特征在于:在步驟(2)中，所述增量式繪制的方法如下: 2e)將當(dāng)前窗體上的顯示內(nèi)容，全部都保存到內(nèi)存中，存儲(chǔ)在一幅稱(chēng)為歷史圖像的圖像中； 2f)將歷史圖像中的繪制內(nèi)容復(fù)制出來(lái)，然后繪制最新的采樣點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的線(xiàn)條，將新繪制內(nèi)容與復(fù)制的歷史圖像內(nèi)容進(jìn)行累加融合，得到當(dāng)前內(nèi)容； 2g)將當(dāng)前內(nèi)容繪制到緩存中，該緩存是雙緩存機(jī)制的第一塊緩存； 2h)將緩存中的當(dāng)前繪制內(nèi)容，繪制到窗體上，并且對(duì)窗體進(jìn)行刷新； 2i)用當(dāng)前繪制內(nèi)容更新歷史圖像，為下一次繪制做準(zhǔn)備。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，其特征在于:在步驟(4)中，判斷某一個(gè)時(shí)刻是否需要刷新，判斷其與前一個(gè)刷新點(diǎn)的歐式距離，若兩個(gè)刷新點(diǎn)之間的歐氏距離小于刷新距離閾值Th_refresh_dist，則不進(jìn)行刷新;否則，進(jìn)行刷新。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在投影交互系統(tǒng)中提升線(xiàn)條繪制速度的方法，其特征在于:在步驟(5)中，所述重繪區(qū)域是指被重新繪制的區(qū)域，只針對(duì)增量式繪制時(shí)當(dāng)前區(qū)域新出現(xiàn)的線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的外接矩形區(qū)域進(jìn)行重繪，用小矩形序列來(lái)代替線(xiàn)條的外接矩形，覆蓋原來(lái)的重繪區(qū)域，所述小矩形隊(duì)列的計(jì)算方法如下: 5a)先設(shè)定矩形隊(duì)列中的小矩形的最大邊長(zhǎng)閾值和小矩形數(shù)目上限； 5b)計(jì)算當(dāng)前線(xiàn)段的線(xiàn)條長(zhǎng)度和方向角； 5c)比較線(xiàn)條長(zhǎng)度與小矩形最大邊長(zhǎng)閾值: 5cl)若前者小于后者，則繼續(xù)增加后續(xù)線(xiàn)條，分析總體外接矩形的尺寸，如果該尺寸依然小于閾值，則繼續(xù)增加新的線(xiàn)條，直到外接矩形尺寸大于最大邊長(zhǎng)閾值時(shí)，用此時(shí)的幾條線(xiàn)條的外接矩形進(jìn)行重繪； 5c2)若前者大于后者，則判斷外接矩形中較短一邊與最大邊長(zhǎng)閾值的大小關(guān)系，如果外接矩形中較短一邊小于最大邊長(zhǎng)閾值，則直接用線(xiàn)條外接矩形作為重繪區(qū)域進(jìn)行重繪；如果外接矩形中較短一邊大于最大邊長(zhǎng)閾值，則計(jì)算小矩形邊長(zhǎng)與數(shù)目閾值的乘積，將外接矩形中較短一邊與該乘積進(jìn)行比較，若外接矩形中較短一邊大于乘積，則將線(xiàn)條長(zhǎng)度按照數(shù)目閾值進(jìn)行等分，根據(jù)等分線(xiàn)條對(duì)應(yīng)的位置得到小矩形隊(duì)列;若外接矩形中較短一邊小于乘積，則參照最大邊長(zhǎng)閾值對(duì)線(xiàn)條進(jìn)行均分，得到相應(yīng)的小矩形隊(duì)列； 5d)利用小矩形隊(duì)列對(duì)畫(huà)面區(qū)域進(jìn)行重繪。
【文檔編號(hào)】G06F3/038GK106095139SQ201610389333
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日 公開(kāi)號(hào)201610389333.7, CN 106095139 A, CN 106095139A, CN 201610389333, CN-A-106095139, CN106095139 A, CN106095139A, CN201610389333, CN201610389333.7
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