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可视化编程中Focus+Context算法的改进

作　者: 顾军
导　师: 沈夏炯
学　校: 河南大学
专　业: 应用数学
关键词: 可视化编程 Focus+Context Small-screen Scaling-up
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 48次
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内容摘要


与文字相比,图形本身所具有的直观、象形以及高度信息浓缩等特性使得可视化程序设计为编程人员提供了一种比传统的文本程序设计更为直观的人机交互方式。目前存在的可视化系统和正在开发的可视化程序设计工具大多将重点集中在传统的图形布局方案来对整个程序结构进行静态可视化,由于采用了工作流编程模式,包含大量的图形节点序列及其相应的注解是这些可视化编程工具的一个显著特征。正是由于这一特征,在进行可视化程序设计时,由数以百计的二维图形节点和数以千计将它们进行连接的边所组成的程序结构非常常见,而局限于单台计算机屏幕的显示空间,这些繁杂的图形化元素往往会产生严重堵塞,无法对其进行有效的管理和设计。所以,如何解决这一问题已成为可视化编程中新的研究课题。采用Focus+Context算法,在保持可视化程序整体结构的同时提供对局部细节的显示,允许程序员通过对图形节点进行重新定位和缩放来同时显示程序的整体结构和某个具体图形对象的细节信息,即增加了可视化编程的灵活性和交互性,同时又能够缓解由此产生的一系列问题。为了更具体的说明,本文以生物信息可视化编程模型为参考对象,着重对此进行了探讨,主要内容包括以下几个部分:1.对可视化程序设计语言的基础理论进行介绍,并讨论了其在可视化编程中的特点和应用。2.针对目前可视化编程领域中遇到的阻碍和问题,提出并研究基于Focus+Context算法的二维可视化程序设计语言的实验原型模型。3.为了提高可视化编程的灵活性和交互性,详细论述和分析了对Focus+Context算法进行适应性改进的基本思路,以及应用在具体的生物信息可视化编程模型中所需要解决的关键值的计算、多焦点显示、合理布局等问题。通过原型实验和算法分析表明,使用该改进算法的可视化编程模型能够解决传统二维可视化语言设计环境中存在的上述问题。论文最后讨论了针对这一领域未来的研究方向,包括如何对API合理取值、如何使显示效果更加合理和易于理解等问题。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章 绪论  7-17
  1.1 可视化程序设计语言的主要发展及应用  8-10
    1.1.1 可视化程序设计语言的发展  8-9
    1.1.2 可视化程序设计语言的主要分类  9-10
    1.1.3 可视化程序设计的应用  10
  1.2 可视化程序设计语言的研究现状  10-14
  1.3 可视化程序设计语言的主要问题及解决方法  14-16
    1.3.1 二维可视化编程环境的问题  14-15
    1.3.2 三维可视化编程环境的问题  15
    1.3.3 解决方案  15-16
  1.4 本文内容组织  16-17
第2章 可视化程序设计语言的理论基础  17-26
  2.1 可视化程序设计语言理论基础  17-18
    2.1.1 可视化及可视化程序设计语言的基本定义  17-18
    2.1.2 可视化程序设计语言的语法基础  18
  2.2 可视化程序设计语言的实现基础  18-24
    2.2.1 可视化程序设计语言实现的相关概念  19-21
    2.2.2 可视化程序设计语言的文法形式化描述  21-24
  2.3 可视化程序设计体系结构的基本特点  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 通用Focus+Context算法  26-35
  3.1 算法思想  26-28
    3.1.1 DOI函数  27
    3.1.2 DOI函数的组成  27-28
    3.1.3 DOI函数的计算  28
  3.2 变形函数  28-30
  3.3 Focus+Context算法示例  30-34
    3.3.1 Focus+Context基本算法  31-32
    3.3.2 Focus+Context算法效果展示  32-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章 Focus+Context算法的改进  35-48
  4.1 算法改进思路  35-36
  4.2 关键值的计算  36-38
    4.2.1 API的计算  36-37
    4.2.2 LOD的等级划分  37
    4.2.3 距离的定义  37-38
  4.3 布局和多焦点问题  38-41
    4.3.1 布局问题  38-40
    4.3.2 多焦点问题  40-41
  4.4 体系结构设计及模型的实现  41-47
    4.4.1 体系结构设计  42-43
    4.4.2 模型的实现  43-45
    4.4.3 实验结果分析  45-47
  4.5 本章小结  47-48
总结与展望  48-50
  本文工作总结  48
  未来工作展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  55

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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