[發(fā)明專利]基于空間優(yōu)化樹布局的可視化交互方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410205449.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN103984724B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鳳霞;李仲君;劉茜;余月;朱澤煒;李濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30;G06T3/40
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于空間優(yōu)化樹布局的可視化交互方法，屬于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空間優(yōu)化樹布局算法是一種對(duì)層次結(jié)構(gòu)信息集合的可視化方法，它的優(yōu)勢(shì)在于可以在有限的顯示空間中，對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，充分利用可視化區(qū)域的同時(shí)保證所有節(jié)點(diǎn)和連結(jié)邊之間不存在交疊現(xiàn)象，從而使整個(gè)層次結(jié)構(gòu)的布局更加清晰美觀。當(dāng)節(jié)點(diǎn)以及節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系數(shù)量很大的時(shí)候，用戶無法獲得具體的數(shù)據(jù)的上下文與詳細(xì)信息，如圖1，是一個(gè)包含50000個(gè)節(jié)點(diǎn)的空間優(yōu)化樹布局圖。這就需要合適的交互技術(shù)來輔助用戶獲取更多的信息。所以對(duì)空間優(yōu)化樹布局的可視化的交互方法的研究很有意義。

在高度密集展示的大規(guī)模關(guān)系層次視圖中，常用的交互技術(shù)有瀏覽轉(zhuǎn)換和魚眼扭曲變形。這些交互技術(shù)通過重新定義原始的放大函數(shù)來增加焦點(diǎn)子層次結(jié)構(gòu)變形的放大程度，從而允許用戶查看高度密集的可視化結(jié)構(gòu)圖中任何感興趣區(qū)域的詳細(xì)信息。

瀏覽轉(zhuǎn)換和魚眼扭曲變形這兩種交互技術(shù)和關(guān)系型層次結(jié)構(gòu)的幾何布局獨(dú)立，即變形算法僅與每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)相關(guān)，而與具體采用的布局算法無關(guān)。這些算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟一、選中移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于計(jì)算機(jī)，對(duì)選中節(jié)點(diǎn)的判定卻是個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程。一般的做法是遍歷所有節(jié)點(diǎn)，比較每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置和鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置是否匹配，從而找出被選中的節(jié)點(diǎn)。

步驟二、用戶將選中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到新的位置。

步驟三、確定可視化區(qū)域新的坐標(biāo)系，通過具體的轉(zhuǎn)換函數(shù)，遞歸計(jì)算其余節(jié)點(diǎn)的新坐標(biāo)。

步驟四、根據(jù)新的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)繪制布局。

這些交互技術(shù)存在共同的缺點(diǎn)是：①計(jì)算量大；②在變形過程中產(chǎn)生邊覆蓋的問題，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量規(guī)模不斷變大，邊交疊的情況也越來越嚴(yán)重；③這些交互技術(shù)都只單純針對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行變形而沒有考慮到整個(gè)層次結(jié)構(gòu)的布局特點(diǎn)。因此需要一種新的可視化交互方法，解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決大規(guī)模數(shù)據(jù)在可視化交互中存在的邊交疊以及計(jì)算量大的問題，提出一種基于空間優(yōu)化樹布局的可視化交互方法。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種基于空間優(yōu)化樹布局的可視化交互方法，其具體操作步驟為：

步驟一、使用空間優(yōu)化樹布局算法對(duì)層次結(jié)構(gòu)信息集合進(jìn)行可視化，得到空間優(yōu)化樹布局以及索引表。

所述空間優(yōu)化樹布局位于包含橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的二維坐標(biāo)系中。所述檢索表中存儲(chǔ)空間優(yōu)化樹布局中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的檢索信息。所述節(jié)點(diǎn)的檢索信息包括該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)地址、子節(jié)點(diǎn)地址以及屬性信息。所述屬性信息包含該節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)值、縱坐標(biāo)值和區(qū)域信息。

在使用空間優(yōu)化樹布局算法對(duì)層次結(jié)構(gòu)信息集合進(jìn)行可視化的過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得一個(gè)包含該節(jié)點(diǎn)的多邊形。所述區(qū)域信息是每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多邊形的全部頂點(diǎn)的坐標(biāo)值。

步驟二、用戶確定查看位置。

在步驟一操作的基礎(chǔ)上，在空間優(yōu)化樹布局界面上，用戶通過輸入設(shè)備點(diǎn)擊待查看位置。

步驟三、確定待放大節(jié)點(diǎn)。

在步驟二操作的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶點(diǎn)擊的待查看位置，確定待放大節(jié)點(diǎn)。

所述確定待放大節(jié)點(diǎn)的具體操作方法為：

步驟3.1：根據(jù)用戶點(diǎn)擊的待查看位置，得到點(diǎn)擊位置坐標(biāo)。

步驟3.2：在步驟一中得到的檢索表中檢索點(diǎn)擊位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，如果點(diǎn)擊位置坐標(biāo)與檢索表中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)完全一致，則將該節(jié)點(diǎn)、該節(jié)點(diǎn)的全部子孫節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)的全部祖先節(jié)點(diǎn)，作為待放大節(jié)點(diǎn)。如果檢索表中沒有找到與點(diǎn)擊位置坐標(biāo)完全一致的節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)檢索表中的區(qū)域信息確定葉子節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多邊形區(qū)域中包含點(diǎn)擊位置坐標(biāo)的葉子節(jié)點(diǎn)，并將該葉子節(jié)點(diǎn)以及該葉子節(jié)點(diǎn)的全部祖先節(jié)點(diǎn)，作為待放大節(jié)點(diǎn)。

步驟四、對(duì)待放大節(jié)點(diǎn)進(jìn)行放大。

在步驟三操作的基礎(chǔ)上，對(duì)待放大節(jié)點(diǎn)進(jìn)行放大。具體操作步驟為：

步驟4.1：以根節(jié)點(diǎn)作為端點(diǎn)，生成一條射線，所述射線的反向延長線過根節(jié)點(diǎn)中屬于待放大節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)。

步驟4.2：通過輸入設(shè)備在該射線上選擇一點(diǎn)，將該點(diǎn)作為新根節(jié)點(diǎn)位置。

步驟4.3：在確定新根節(jié)點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上，使用空間優(yōu)化樹布局算法重新對(duì)層次結(jié)構(gòu)信息集合進(jìn)行可視化操作，得到的空間優(yōu)化樹布局即實(shí)現(xiàn)對(duì)待放大節(jié)點(diǎn)的放大。

有意效果

本發(fā)明提出的基于空間優(yōu)化樹布局的可視化交互方法與已有技術(shù)相比較，在放大待查看區(qū)域的同時(shí)，有效解決了在交互過程中遇到的邊重疊問題，并且計(jì)算量小。

附圖說明