[发明专利]多叉树数据结构的立体环状可视化方法

摘要

一种多叉树数据结构的立体环状可视化方法，其步骤如下：步骤一：建立多叉树数据节点与可视化方法中节点的一一映射关系，实现每个可视化方法中的可视节点所表达的节点信息与相应多叉树数据节点中的节点信息相对应；步骤二：确定多叉树数据结构节点数据与信息可视化参数；步骤三：确定可视化节点参数；步骤四：确定节点间关系(兄弟节点关系、父子节点关系)表达方式，修改或增加有该表达需求的可视化节点的相关参数；步骤五：根据步骤二、三、四设定的参数，将多叉树数据节点信息可视化与可视化的弧状节点进行组合，实现多叉树的立体可视化显示；保证组合后的节点整体可视化形状仍然符合弧状体特征，并维持层、簇等结构特征。该方法简单，使用效果好。

主权项

本发明为一种多叉树数据结构的立体环状可视化方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：建立多叉树数据节点与可视化方法中节点的一一映射关系，实现每个可视化方法中的可视节点所表达的节点信息与相应多叉树数据节点中的节点信息相对应；对可视化节点的节点信息所作的修改、新建及删除操作对多叉树数据节点有相同效果，反之亦然；可视化节点的节点信息包含对应多叉树数据结构节点中的部分或全部信息；多叉树数据节点包含的信息类型包括：符号、文字、静态图像、动态图像及上述类型的组合形式。执行本步骤后，多叉树数据节点与可视化方法中的可视节点呈一一映射关系；步骤二：确定多叉树数据结构节点数据与信息可视化参数；根据显示需要确定所显示节点信息的各种参数；按照信息内容类型划分，设定的参数有：1)符号、文字字体、字号、字形、颜色、纹理、相对于可视化节点的显示位置、变形、最大显示字符数、动画效果；2)图像相对于可视化节点的显示位置、裁剪、重复、叠加、变形(拉伸、旋转、缩放)、动画效果、色调、亮度、饱和度；步骤三：确定可视化节点参数；首先，确定可视化树状结构定位用基准轴位置和显示空间范围；然后，根据显示空间范围设定相应的参数：1)总体参数，下述参数影响所有可视化节点参数的取值：(1)基本半径：即深度为1的节点的弧半径，基本半径的设置须保证需要显示的可视化结果能够在显示空间范围内可视；(2)弧半径间距：即深度差为1的两个子节点对应的可视化节点的弧的半径间距；弧半径间距的设置须保证需要显示的可视化结果能够在显示空间范围内可视；2)根节点：指可视化方法中的根节点，需要确定的参数有：(1)形状参数：对根节点的实现形状没有要求，需要根据选择的实现形状设定对应的形状参数；(2)形状中心在基准轴上的投影位置坐标及投影距离与方位参数；(3)形状的姿态参数；3)节点簇：指兄弟节点形成的弧状体集合，沿轴心方向组成包含多层弧状体或圆环的簇；层，指弧心坐标相同的弧状体集合；需要确定的参数有：(1)层节点数：根据上述步骤二中信息显示效果和丰富程度调整弧状体弧长，根据弧长和弧半径确定每层的节点数目，同簇节点的层节点数相同；(2)同层节点间间距：为弧状体在弧周长方向上的间距；(3)同簇节点的弧半径，根据对应的多叉树数据节点深度确定；深度相同的节点具有相同的弧半径，弧半径随深度增加而增加；深度每增加1，弧半径增加1个弧半径间距；(4)层高：为层与层在基准轴方向的间距；(5)簇间间距：为簇与簇在基准轴方向的间距；(4)、(5)须满足约束：层高×层数+簇间间距×簇数＜可视空间高度(6)簇、层旋转角：为簇、层绕基准轴的旋转角度；(7)簇在基准轴上的顺序，不允许簇与簇出现相交或包含现象；4)弧状子节点：多叉树中除根节点以外的节点均属于此类节点，此类节点用弧状体进行表示；对弧状体的实现形状没有要求，仅要求使用户认同该实现形状符合弧状体的常识特征；弧状体中弧的定义包括劣弧、优弧、整圆三种；对于每个弧状子节点，需保证其弧心坐标均在基准轴上；另外，需要确定的参数有：(1)弧长：参见层节点数的设定；(2)弧半径：默认为所属簇的弧半径；允许不同于簇的弧半径，但设置不能造成用户对节点与簇所属关系的误判；(3)弧心在基准轴上的位置坐标：由节点所在层确定，根节点占用一个层高；(4)弧状节点关键截面形状及其形状参数、以及关键截面形状与弧心关系参数；并不限制关键截面形状的数量，其余截面形状为关键截面形状的插值结果；(5)弧状节点的方位角：保证同层节点间不发生碰撞；步骤四：确定节点间关系表达方式，修改或增加有该表达需求的可视化节点的相关参数，可供选择的节点间关系表达方式有如下几种类型：1)通过色彩、纹理，需要设定的参数包括用于展示色彩或纹理的图形载体及其参数，以及色彩的色调、饱和度、对比度；2)通过节点形状，需要设定的参数包括节点形状的定义参数；3)通过文字、符号、图像、动画信息进行提示，其参数设置参照步骤二；步骤五：根据步骤二、三、四设定的参数，将多叉树数据节点信息可视化与可视化的弧状节点进行组合，实现多叉树的立体可视化显示；保证组合后的节点整体可视化形状仍然符合弧状体特征，并维持层、簇结构特征；其中，本方法需要利用2D或3D的显示设备，具体要求为：经过步骤二、三、四中所述的参数设定后，可以完整并正确地显示可视化实现的结果，且可以被用户正确地接受。