[發(fā)明專利]一種筆式用戶界面中基于筆的圓弧繪制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910080743.3
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN101504773A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田豐;姜映映;陳明炫;戴國忠;王宏安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院軟件研究所
• 主分類號(hào): G06T11/80
• 分類號(hào): G06T11/80
• 代理公司: 北京君尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 馮藝東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及筆式用戶界面，具體涉及一種基于筆的圓弧繪制方法，屬于人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在筆式用戶界面的應(yīng)用領(lǐng)域中，教育領(lǐng)域是一個(gè)非常重要，非常特殊的應(yīng)用領(lǐng)域。學(xué)生在學(xué)習(xí)幾何知識(shí)的過程中，不僅要學(xué)習(xí)一些基本概念，基本定理，而且要學(xué)會(huì)幾何圖形的構(gòu)造方法，用以探索幾何圖形之間的關(guān)系。尺規(guī)作圖就是一種非常有用的構(gòu)造幾何圖形的方法(參見Ruler-and-compass?construction，http://en.wikipedia.org/wiki/Compass_and_straightedge)。尺規(guī)作圖中的“尺”指的是沒有刻度的直尺，它只用作連接兩個(gè)點(diǎn)；“規(guī)”指的是用于畫固定半徑的圓、圓弧的圓規(guī)，畫圓弧時(shí)，要先確定圓心和圓弧半徑。

許多基于筆跡勾畫的系統(tǒng)，能夠智能識(shí)別出直線和圓弧，但是，尺規(guī)作圖與上述的筆跡勾畫系統(tǒng)有很大的不同。在使用尺規(guī)作圖的過程中，不斷地模擬尺規(guī)作圖的各個(gè)步驟，用戶能夠直觀地理解各種不同的幾何圖形的概念以及它們之間的關(guān)系(參見GRACE，http://www.cs.rice.edu/～jwarren/grace/)。通過圖形的幾何變換，例如：移動(dòng)，縮放，膨脹，旋轉(zhuǎn)，尺規(guī)作圖的使用者可以學(xué)會(huì)如何通過一些簡單的圖形，構(gòu)建復(fù)雜的幾何圖，例如：平行四邊形，正五邊形等等。而且，用戶可以通過使用尺規(guī)作圖，發(fā)現(xiàn)一些幾何圖形的內(nèi)在屬性，例如：角平分線，直角的三等分線等等。

當(dāng)前，已經(jīng)有一些應(yīng)用支持尺規(guī)作圖的作圖方法。其中有HabilisDraw(參見Daughtry，J.M.，Amant，R.S.，Power?tools?and?composite?tools：integrating?automation?with?directmanipulation.ACM?IUI?2003：233-235)和Geometer′s?Sketchpad(參考文獻(xiàn)：The?Geometer′sSketchpad，http://www.keypress.com)。HabilisDraw包含了直尺、圓規(guī)以及一些其它的虛擬工具，來完成作圖。Geometer′s?Sketchpad能夠幫助教師和學(xué)生建立與探索一些數(shù)學(xué)模型、三維造型、圖形、圖表。GRACE是一種交互性尺規(guī)作圖編輯器。可用于高中幾何定理教學(xué)(參見：GRACE，http://www.cs.rice.edu/～jwarren/grace/)。但是這些基于圖形用戶界面的應(yīng)用軟件，往往會(huì)出現(xiàn)一種被稱為“round-trip?travel”的問題：當(dāng)用戶要構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的幾何圖時(shí)，往往要完成許多次不同的鼠標(biāo)點(diǎn)擊，許多次不同的按鈕點(diǎn)擊，要在不同的點(diǎn)擊中來回切換，這樣導(dǎo)致浪費(fèi)了太多的切換時(shí)間、切換次數(shù)以及切換所耗路徑。還有一些研究者，將一些三維旋轉(zhuǎn)信息和方向信息加入了筆交互技術(shù)之中(參見Tian，F(xiàn).，Xu，L.，Wang，H.，Zhang，X.，et?al，Tilt?Menu：Using?the?3D?Orientation?Information?of?Pen?Devices?to?extend?theSelection?Capability?of?Pen-based?User?Interfaces，ACM?CHI?2008：1371-1380.，和Bi，X.，Moscovich，T.，Ramos，G.，Balakrishnan，R.Hinckley，K.，An?Exploration?of?Pen?Rolling?forPenbased?Interaction，ACM?UIST?2008：191-200.)。本發(fā)明將筆的眾多信息整合到一起，提供了一種體系完整，狀態(tài)轉(zhuǎn)換平緩、流暢的基于筆的尺規(guī)作圖解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種筆式用戶界面中基于筆的圓弧繪制方法。

本發(fā)明方法包括下列步驟：

a)處理系統(tǒng)以用戶選定的點(diǎn)作為圓弧的圓心；

b)處理系統(tǒng)讀取筆身的傾斜角，并根據(jù)所述傾斜角按照設(shè)定的方法確定圓半徑，所述圓半徑隨著所述傾斜角的變化而變化；

c)處理系統(tǒng)根據(jù)用戶的指令固定圓半徑；

d)處理系統(tǒng)以所述圓心和圓半徑繪制圓弧，同時(shí)讀取筆身的方位角變化，并根據(jù)所述方位角變化按照設(shè)定的方法確定圓弧的圓心角，所述圓心角隨著所述方位角變化的變化而變化；

e)處理系統(tǒng)根據(jù)用戶的指令固定圓心角，并結(jié)束繪制，回到初始狀態(tài)。