[发明专利]三维图形接口

说明书

本发明涉及计算机用户与正在计算机上执行的一个或多个程序之间的接口。更准确地说，本发明涉及表现内聚的三维的外部特性并为正在计算机上执行的任务提供更逼真易懂的视图的图形接口。

要在计算机上执行一程序，用户输入与要执行的具体程序相关的命令是必不可少的。经常运行某程序的用户特别熟悉该程序的命令，所以无需参考文档或由程序本身提示确定合适命令就可输入命令。然而，随着个人计算机的广泛普及和为之编写的软件的大量增加，许多用户不能完全熟悉他们希望运行的各种程序所有必须的命令和协议。结果，很多程序用“用户友善”形式编写，从而用户可以知道该程序能够执行的功能，并由在用户终端上出现的菜单和/或符号提示选择合适的命令。当用户选择某一具体功能时，在该功能范围用户可用的若干选择的显示以多个形式中的一种出现在屏幕上。当从显示的任选项中选出一具体项时，可能提示用户作进一步选择，以便可按照用户的要求执行该功能。

作为进一步简化用户对程序的理解和使用，有些程序使用桌面形象隐示法作为用户和程序间的接口。在这种形象隐示法中，正在执行每个程序以及该程序内正在执行的每个任务的相关信息显示在通常称为“窗口”的光屏预选区上，光屏上的各种窗口和桌面上许多张纸相似。当前正执行程序或当前正执行程序中的任务所属的窗口通常都是在光屏上叠盖其它窗口时出现，就象和将当前任务有关的纸张或文档放置在和其它活动任务有关的纸张或文档的顶上一样。这种在视屏上给用户提供信息的方法可使用户倾注活动窗口中出现的当前任务，又兼顾到光屏上其它窗口可见部分所表示的被执行的其它任务。

使用形象隐示法大大加强了用户对程序执行的管理能力，用户渴望能提供可进一步提高用户在这方面能力的图形接口的改进形式。更准确地说，过去所用的形象隐示法本质上大部是二维的。换言之，与各程序及任务相关的窗口可置于视屏宽度、高度允许范围内的任何地方。如果一次出现许多窗口，就会和桌面上有许多纸张相似，光屏会开始出现混乱。例如，形形色色的多任务软件可使两个或多个应用程序同时在一台计算机上运行。如果每个应用程序有许多与之相关的独立窗口，视屏就迅速充满很多窗口的许多部分。

在现实世界环境里，当大量的纸或文件开始堆积在一张桌子上时，它们常常被一个接一个地堆放起来以维持有序。但在二维形象隐示法中将窗口一个接一个叠放时，用户除了最顶上窗口就什么也看不到了。因此，最好在形象隐示法中有深度、宽度及宽度的效果，为用户工作时提供更逼真、更容易管理的表示方法。这方面进一步需要的是，在隐示法中提供每个元件的物理属性，从而在用户选择和操作控制程序运行时，提供给用户更逼真的反馈。

根据本发明，为了给用户提供信息使用一种综合方法表示每个元件的特征深度及高度和宽度，从而对用作接口的形象隐示法表现为内聚的三维视图。本发明的一方面是，每个图形元件如窗口边界，图符或方框至少可用三种色调来表示。元件体用主色或基色表示。元件的一边或最好相邻的两条边（对矩形元件）用较亮色调增辉，而相对的边或邻接的几条边用较暗色调暗化。这种方法使得每个元件显得好象凸出于或凹入于背景表面，这取决于所选对应边为增辉还是暗化。

本发明的进一步方面是，这种方法也可用于元件内所示符号的专用特性以及元件本身边界。这样，一个图符内所表示物体的图象显得凸出于或凹入于基面，从而产生了三维效果。本方法的进一步应用中，将诸如方框的元件被适当增辉和暗化以提供在窗口内有质量实体和包含在这种方框内部件的外部特性，如选择按钮或棒把，被增辉和暗化使之显得如安装在该实体上的装置。

本发明的另一方面，使用阴影产生在深度方向相互间隔的多窗口效果。为进一步加强逼真效果，根据叠加堆积物体的拓扑，画出其阴影边缘轮廓线。为保证阴影不会抹去下层的窗口，可将阴影做成透明的，使得用户可以确定阴影下层的窗口内容。

通过参考附图说明的实施例和具体实例，能较详细地解释本发明如何获得易于理解的三维的外部特性的形象隐示的方法。

图1A-1C说明了图符的传统二维表示与本发明所用的三维方法的不同。

图1D是图1A所示的类似图符的放大的三维视图，详细说明图符边缘的增辉和暗化。

图2是根据本发明原理所作的各种部件的一个窗口的说明。

图2A是图2所说明的对话方框板的部分放大视图。

图3是含有一菜单的部分窗口的说明。

图4是表示含有好几个窗口的视屏显示。

图5说明使用本发明的系统结构的方框图。