[发明专利]生成三维圆盘形式的树形数据显示的方法及相关设备

说明书

技术领域

本发明涉及树形数据的显示，尤其涉及生成三维圆盘形式的树形数据显示的方法及相关设备。 

背景技术

以三维圆盘形式显示数据源于日常生活中具有可旋转圆盘的桌子带来的灵感。通过旋转如图1示出的这种桌子上的圆盘，桌子上摆放的各式菜肴将逐一呈现在用餐者的面前。与此类似，三维圆盘形式的数据显示将多个数据节点(如文件、文件夹等)呈现在一个三维的圆盘上，用户通过转动这个圆盘可以逐一地选择自己感兴趣的节点，即焦点。这样的人机界面不仅可以支持直接的、吸引人的以及富有美感的设计，使得这一显示方式更易于为用户所理解，而且由于利用了三维立体的视觉感受，使得处于前方位置处的焦点比后方位置处的其他节点更大、更醒目，从而更能引起用户的关注，并且这种动画般的转动也因为增加了与用户之间的交互而为用户提供了更有趣的使用感受。 

当今，在计算机应用领域，将这种三维圆盘形式的数据显示及其变型应用于树形数据结构的显示已经相当普遍。例如，由Shuo Wang等人发表在CHI2005 Late Breaking Results：Short Papers，第2017-2020页上题为“Designing a Generalized3D Carousel View”的论文中就公开了一种圆盘形式的数据显示方法。在该方法中，各个文件围绕圆盘的边沿显示为各个图标。当用户拖动圆盘、找到焦点文件并点击该文件对应的图标时，圆盘就会平稳地旋转到用户所需的目标，即找到焦点。由此，用户可以轻而易举地进行文件的选择。图2示出利用上述数据显示方法获得的圆盘显示模型，其中，“终结标记”为 旋转时确定一个标记点，方便用户知道是否已经将圆盘旋转了一整圈，即标记出从此节点(图标)以后已经由用户查找过了。“折叠区域”中放置无法完全显示的其它图标，其中的数字36表示“折叠区域”中放置了36个文件的图标。从图2可以清楚地看到上述论文中描述的这一“焦点+上下文”方法形成的圆盘。其中，前方的图标大于后方的图标，这是将三维视觉感受应用到圆盘显示所产生的必然结果。 

上述论文中的显示方法以及三维圆盘显示的许多其它应用——如计算机游戏、媒体管理器等都已经证明，三维圆盘显示尤其适于呈现图标、图片或者可以由图像代表的任何其它项，而不适于可视化地显示具有长文本串的项目列表。 

三维圆盘显示方法还为多种众所周知的可视化显示方法所使用，如Robertson G G、Mackinlay J D和Card S K.在其论文“Cone Trees：Animated3DVisualizations of Hierarchical Information”，InProceedings of the ACM Human Factors in Computing Systems(CHI′91)，1991中描述的三维层次结构的布局方法及相应的交互方式。从中可以看出，对于有限的显示界面——如显示器的显示屏大小，当节点较多时，锥形树的各个节点会产生较为严重的重叠，从而无法高效地展示数据信息。因此，锥形树的显示方法并不适用于大数据集的情况。EP0,435,601B1也公开了一种以节点及连接线的方式在三维空间中展现层次结构的可视化显示方法。在该方法中，将所有节点一次性地全部布局在三维空间中。与上面的锥形树显示方法类似，该节点-连接线显示方法在节点较多的情况下，各个节点也会产生较为严重的重叠。此外，上述两种显示方法在接收到用户选取一个感兴趣的节点的指令后，被选中的节点将会以旋转的方式变成当前的焦点，同时保留所有先前显示的树形结构中的各个分支。这样，即使先前显示的树形结构中的有些分支与当前选中的焦点没有什么联系也将予以保留，当这种分支数目较多、涉及节点较多时，焦点反而会被挤在一边显示，从而大大降低了显示界面的利用率。

EP0,694,878A2也公开了一种在平面上对树形结构进行增量布局的方法。在该方法中，树形结构中各层次的节点被静态地布局在平面之上，视图的焦点无法改变，从而无法突出显示焦点，造成用户在繁杂的整体布局中难以了解关于该焦点的上下文。这一方法也存在如上所述的节点重叠、显示界面利用率低的问题。 

因此，尽管越来越多的如上应用采用了三维圆盘用户界面，却没有一种应用能够有效地处理大数据量的分层结构数据的显示，也没有对三维分层结构的可视化的交互机制提出任何优化方案，从而迫切需要一种显示方法和设备能够更突出地显示树形分层数据中用户感兴趣的焦点，同时更有效地利用显示的界面。 

发明内容