计算机图形学简明教程张彩明版第6章习题参考答案

习题参考答案

6.1交互式绘图系统基本的交互任务有哪些？

答：1定位，2笔画，3定值，4选择，5拾取，6字符串，7三维交互。

6.2编写程序实现橡皮筋技术画直线和圆。

答：思想：首先将绘图模式设定为异或。

画直线时，点击鼠标左键，光标所在位置即为直线的起点，用鼠标牵引光标移动，当前光标所在位置即认为是直线的终点。光标从原位置移动到新位置时，首先在起点与原位置之间画一条直线，因为是异或模式，原有直线变为不可见，然后再在起点与新位置之间画一条直线，作为当前直线。

画圆时，点击鼠标左键，光标所在位置即为圆的圆心，用鼠标牵引光标移动，当前光标所在位置与圆心的距离即被认为是圆的半径。当鼠标牵引光标从原位置移动到新位置时，首先在以圆心与原位置的距离为半径画圆，因为是异或模式，原有的圆变为不可见，然后再以圆点与新位置的距离为半径画圆，作为当前圆。

6.3引力场是人机交互中的常见的辅助技术，它能给用户带来什么便利？设计人员在

设计引力场的时候需要注意什么问题？

答：用户用光标进行选图操作时，引力场的使用可使光标较容易地定位在选择区域小的图形上。设计人员在设计引力场时，引力场的大小要适中，外形应与其所含图形的外形一致。

6.4图形模式和图像模式下，拖拽的处理方法有什么不同？

答：图形模式下的拖拽是在异或的绘图模式下进行的。首先在原位置再次绘制要拖拽图形，由于自身异或的结果为空，原位置处的图形变为不可见，然后在新位置处绘制图形，实现了图形的拖拽。而图像模式下的拖拽，则是进行了图像的整体移动，即首先在要经过位置处按拖动图像大小保存原有屏幕图像，然后将拖动的图像整体移动到该位置，当图像离开该位置而移动到下一个新位置时，再恢复该位置保存的屏幕图像。图形模式不需要保存屏幕图像，只需在原位置重绘图形。

图像模式需要保存图像经过处的屏幕图像，并在移开后重新显示保存的屏幕图像。

6.5请叙述三种输入控制模式的流程。

答：请求模式下，用户在接收到应用程序请求后才输入数据；应用程序等待用户输入数据，输入结束，才进行处理。程序与输入串行运行。

样本模式下，应用程序与输入设备将各自独立运行，信息的输入和程序中的输入命令无关。设置为取样模式的设备将源源不断地把信息送入数据缓存区，取代原有数据，而不必等待应用程序的输入语句。当应用程序执行到输入指令时，就会把相应物理设备当前的输入值作为取样值加以处理。

事件模式下，输入过程和应用程序并发运作。所有输入数据（或事件）都被存放在一个事件队列中，该队列以事件发生的时间排序。用户在输入设备上完成

一个输入动作（如按一下按钮等）便产生一个事件，输入数据及该设备的编号等信息便被存放到事件队列的节点中。应用程序可到队列中来查询和提取与其相关的事件。

6.6什么是多通道人机交互？它的提出是为了解决什么问题？

答：多通道人机交互，即在同一时刻用户可以采用多个通道与计算机进行交互，以提高人机交互的效率和自然性。它的提出为解决用户到计算机的输入能力远低于计算机的输出能力导致的用户界面通信能力不平衡的问题。

6.7虚拟现实技术有什么特点？

答：1）多感知性，除视觉感知之外，还应具有听觉感知、触觉感知、运动感知等。

理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。

2）浸没感，又称临场感。指用户对模拟环境真实程度的感知。理想的模拟环境应使用户难辨真伪。

3）交互性，指模拟环境中物体的可操作程度和用户得到反馈的自然程度。

4）构想性，指虚拟现实技术应具有广阔的想象空间，不仅可以再现真实存在的环境，还可以任意构想客观不存在甚至是不可能存在的环境。

6.8人机交互的发展趋势有哪些？这些趋势反映了社会哪些方面的需求？

答：1）集成化。反映了对社会多样化，多通道交互的需求。

2）网络化。反映了人机交互要适应当今社会互联网的快速发展。

3）智能化。反映了社会对自然和谐交互方式的需求。

4）标准化。反映了全球化，统一市场对人机交互一致标准的需求。

6.9以自身的经历，说明当前人机交互中存在的问题，并给出解决的思路。

答：略。

6.10使用合适的设备与技术，为聋哑人设计实时通讯工具，使聋哑人可以与普通人正

常交流。

答：聋哑人不能通过语音表达和接受信息，他们获取信息的主要来源是视觉，因此在聋哑人与普通人的交流中聋哑人主要使用以下两种方式1）输入与接受字符。

2）肢体动作（手语，手势，身体语言，面部表情等）。这样，我们就可以针对这两种方式设计不同的工具。

双方均通过字符交流。我们可以使用这样的一些设备：字符串输入设备，显示设备。双方均通过设备输入交流的内容，然后通过显示设备将内容告知对方。

聋哑人通过字符，普通人通过语言的交流。我们可以使用这样的一些设备：字符串输入设备，字符串显示设备，字符串向语音转化设别，语音识别设备。聋哑人通过字符串设备输入交流的内容，然后通过字符串转语音设备将内容告知普通人。普通人通过语言表达信息，这些信息通过语音识别设备转化成字符串，通过设备显示告知聋哑人。

通过手势，身体语言，面部表情交流，是很自然的一种方式，但所表达的信息有限。如果普通人可以流利使用手语，那么两者之间的交流就变得简单易行，

否则，当聋哑人用手语表达自己的思想时，必须通过手势识别设备将手语转化成普通人可以理解的字符或语言，同样，普通人通过语言表达的信息也需要通过语音输入设备语音识别设备和字符串显示设备以字符的形式传递给聋哑人，当然也可以将信息翻译成手语，但当前这样的设备还处在试验阶段。