平面图形单维度局部关联缩放显示系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机图形显示领域，更具体地说，涉及一种平面图形单维度局部关联缩放显示系统及方法。
【背景技术】
[0002]在计算机系统人机交互界面中，图形往往因信息表达直观、生动而被大量使用。在上述人机交互界面中，当以图形方式展现海量信息时，总会遭遇无法回避的“全局与局部矛盾”问题，即海量全局信息的无限性与图形显示设备的有限性之间形成的矛盾:要展现海量全局信息就无法展现局部细节信息，反之亦然。
[0003]目前的计算机系统中，常以“局部开窗放大”来缓解这一矛盾。S卩，在不同的图形窗口中分别显示全局信息和局部信息:以小比例尺图形窗口显示全局信息，以大比例尺图形窗口显示局部信息。让观察者在不同的显示窗口中察看全局和局部图形信息。
[0004]从原理来看，计算机显示二维图形的过程，就是将定义在数据空间(x-y平面)的数据映射成屏幕窗口中几何图形的过程。其中每一个“窗口”对应于一个由U-V坐标平面构成的显示空间，以及一个从x-y平面到U-V平面的映射函数。所谓“局部开窗放大”则是将同一图形数据映射到多个图形窗口显示。S卩，如果整体图形数据在显示空间{G。}中显示，“开窗放大”则将整体图形数据的若干部分局部信息映射到另外的显示空间{Gui =1，2，3，......，n}中进行显示。
[0005]因此，“局部开窗放大”技术方案虽然缓解了 “全局与局部”信息的展示矛盾，但却又带来了新的问题:全局与局部图形信息间原本的有机联系，在多窗口显示中却被割裂开来。即，全局与局部图形信息被分别显示在不同的{G。}和{ki = 1,2, 3,……，n}中，致使观察者在从整体到局部、从局部到整体的看图过程中，会遭遇图形信息在窗口边沿处不能连续显示的问题，大脑因此无法获得连续的图形信息流输入。
[0006]认知科学研究证明，保持视觉或听觉信息流的连续性，是人脑对外部信息进行深入加工的必要条件。如果人脑对所接收信息不能进行深入的加工分析，则难以得到更加综合、全面的信息分析结果。而与信息深加工密切关联的“灵感”类直觉分析能力更将大打折扣。
[0007]事实上，直觉分析是人类“读图”过程中的高级信息“发掘”能力。人在面对传统图纸时，近距离观察可以获得图纸局部细节信息，拉开观察距离后可以逐步获得更大范围的整体信息。在这一 “由近变远”、“由远变近”的过程中，虽然人们视觉关注的重点在发生变化，但这个关注点变化过程是渐变的、连续的，也就是说在这一变化过程里，局部和整体信息始终是作为一个有机整体出现于观察者的视线之中的。正是这种连续信息流的存在，使得观察者能够对局部和整体信息间的联系进行深入分析，从而启发出“灵感”式的直觉分析能力。
[0008]显然，现有计算机系统中“局部开窗放大”的图形显示方式，由于割裂了全局和局部信息间有机联系，将导致人们观察传统图纸时常有的那种“灵光闪现”的直觉分析现象难以出现了。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题在于，针对上述平面图形显示全局和部分信息时割裂了整体与局部信息间有机联系的问题，提供一种对平面图形进行单维度多区域、变比例关联显示的系统及方法。
[0010]本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种平面图形单维度局部关联缩放显示系统，包括全局图形数据管理单元、图形数据显示及编辑单元、人机交互界面以及整体与局部图形数据整合单元，其中:所述全局图形数据管理单元，用于管理及维护欲显示之全局图形数据；所述图形数据显示及编辑单元，用于将所述图形显示数据在图形显示窗口显示；所述人机交互界面，用于接收输入的局部放大指令及局部放大参数；所述整体与局部图形数据整合单元，用于按照所述局部放大指令及局部放大参数对全局图形数据进行单维度多区域、变比例关联映射变换，获得全局与局部整合一体的保序图形数据；所述图形数据显示及编辑单元，用于将所述全局图形数据及保序图形数据在图形显示窗口显示。
[0011]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示系统中，所述人机交互界面还用于接收图形编辑指令；所述图形数据显示及编辑单元还用于根据所述图形编辑指令对图形显示窗口中显示的平面图形进行编辑操作；所述整体与局部图形数据整合单元判断所述编辑操作对应的自变量局部区间，并按照不同区间对应之映射变换对编辑结果做反向映射变换；所述全局图形数据管理单元将所述反向映射变换结果存储到全局图形数据之中。
[0012]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示系统中，所述局部放大参数包括在单坐标轴上的局部放大分段区间、区间中心位置、局部放大模式及变比例参数；所述局部放大模式包括非线性和线性放大两类；所述变比例参数为非线性放大模式中的S型曲线平均斜率或线性放大模式中的直线斜率；所述局部放大指令包括在自变量坐标轴上创建局部放大区域、删除局部放大区域。
[0013]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示系统中，在所述人机交互界面接收的局部放大参数中的区间中心位置位于所述图形显示窗口中的全局图形数据显示区间时，所述整体与局部图形数据整合单元实现全局图形数据的单一层级的多区域映射变换；在所述人机交互界面接收的局部放大参数中的区间中心位置位于所述图形显示窗口中的局部放大区间内时，所述整体与局部图形数据整合单元对原局部放大区间内的保序图形数据进行新一层级的多区域映射变换。
[0014]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示系统中，所述整体与局部图形数据整合单元按照人机交互界面接收的局部放大指令及局部放大参数，在图形数据显示及编辑单元的图形显示空间U-V平面U轴上创建若干个不重叠的关联分段区间，对应每一分段区间在全局图形数据空间x-y平面X轴上创建与U轴上区间顺序相同的保序分段区间，然后在各区间上分别以各自的变比例映射变换方式将X轴上的全局图形数据保序映射至u轴，在u-v平面上生成对应的保序图形数据，所述保序映射是指映射变换保证u轴上的数据点保有其在X轴上的原来顺序。
[0015]本发明还提供一种平面图形单维度局部关联缩放显示方法，包括以下步骤:
[0016](a)在图形显示窗口中完整显示全局图形数据；
[0017](b)基于步骤(a)中显示的全局图形数据，通过人机交互界面接收局部放大指令及局部放大参数；
[0018](c)按照所述局部放大指令及局部放大参数对全局图形数据进行单维度多区域、变比例关联映射变换，获得全局与局部整合一体的保序图形数据；
[0019](d)在图形显示窗口中显示步骤(c)中生成的保序图形数据。
[0020]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示方法中，所述方法还包括:
[0021](e)通过所述人机交互界面接收图形编辑指令，并根据所述图形编辑指令对图形显示窗口中显示的平面图形进行编辑操作；
[0022](f)判断所述编辑操作对应局部区间，按照不同区间对应的映射变换对编辑结果进行反向映射变换，并将反向变换结果存储到全局图形数据中。
[0023]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示方法中，所述局部放大参数包括在自变量坐标轴上的局部放大分段区间、区间中心位置、局部放大模式及变比例参数；所述局部放大模式包括线性和非线性放大两类；所述变比例参数为非线性放大模式中的S型曲线平均斜率或线性放大模式中的直线斜率；所述局部放大指令包括在自变量坐标轴上创建局部放大区域、删除局部放大区域。
[0024]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示方法中，所述步骤(d)之后包括进行多层级嵌套缩放的操作:通过人机交互界面接收局部放大指令及局部放大参数，并在所述局部放大参数中的区间中心位置位于所述图形显示窗口中的放大区间内时，对原局部放大区间内的保序图形数据进行新一层级的多区域映射变换，获得新的保序图形数据，并在图形显示窗口中显示。
[0025]在本发明所述的平面图形单维度局部关联缩放显示方法中，所述步骤(c)包括:在图形显示空间U-V平面U轴上创建若干个不重叠的关联分段区间，对应每一分段区间在全局图形数据空间x-y平面X轴上创建与U轴上区间顺序相同的保序分段区间，然后在各区间上分别以各自的变比例映射变换方式将X轴上的全局图形数据保序映射至u轴，在u-v平面上生成对应的保序图形数据，所述保序映射是指映射变换保证u轴上的数据点保有其在X轴上的原来顺序。
[0026]本发明的平面图形单维度局部关联缩放显示系统及方法，通过将全局图形数据做单维度多区域、变比例保序映射变换，可实现全局和局部图形数据的关联显示，能够很好的解决“全局与局部”图形信息间有机联系被图形窗口割裂的问题。
【附图说明】
[0027]图1是本发明平面图形显示系统实施例的示意图。
[0028]图