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新一代计算模式促使人机交互方式必须从以“计算机为中心”向“以人为中心”转变。以手写文字和手绘草图输入为核心的笔式交互,以其既符合人们“笔录纸现”的思维表达习惯,又能充分利用计算机极强的信息维护功能的特性,而在新型人机交互中表现出强大的生命力。
然而,当前研究主要集中在草图计算方面,针对草图信息表示的研究还很少,从而造成了草图系统存在三个主要问题:
首先,缺乏草图信息描述标准,每个系统都有自己的信息表示格式,难以实现草图信息的共享,尤其难以满足手绘草图在分布式计算和网络协同环境的需求。
其次,草图信息存储方式单一,基本采用独立的文本文件,限制了草图系统在信息表示方面的扩展性和灵活性。
最后,从草图信息表示到信息管理之间缺乏统一描述。
本文以草图信息为研究背景,以实现草图信息的统一格式表示、本地存储和网络传输为目标,以XML的数据建模技术和数据存取机制为手段,对手绘草图信息的组织和管理进行研究和试验,并从信息表示和信息传输两个维度,建立了面向存储与传输的手绘草图信息表示模型,为网络环境下草图信息的共享乃至网络协同提供一种针对草图信息管理的实现方法。
本文的主要研究成果体现在以下几个方面:
1) 提出了手绘草图信息表示模型框架,该框架采用域模型思想,包括域属性、逻辑模型、转换模型、对象模型和控制模型五部分。它们控制草图信息的表示、信息的存储和信息传输过程。框架的提出使得草图信息表示从结构和资源两个方面获得共享,初步解决草图信息从表示到管理缺乏统一描述的问题。由框架定制的草图信息表示模型具有结构灵活、扩展性强,构建快速易行等诸多优点。框架模型的提出使得快速搭建有效的系统成为可能,为网络环境下草图信息的表示提供有力的平台支撑。
2) 基于框架的草图信息建模,模型包括静态模型和动态模型。静态模型把手绘草图信息视为具有语义层次的对象,通过逻辑结构建立每一层次的草图信息到XML表示信息的映射关系,通过映射解决草图信息表示格式的统一问题。动态模型描述了信息传输机制,对草图信息的存储和传输实施动态管理。动态模型的核心思想是采用XML的数据存取机制和消息机制。通过XML规范提供的DOM API实现草图表示信息的本地存储,对于信息传输,通过XML—RPC或者SOAP实现。
3) 结合项目组在草图识别领域已有的科研成果提出面向网络传输的草图信息表示实验平台。整个平台分为草图计算和信息表示两大模块。草图计算将实现草图识别功能的模块封装为DLL组件,提供对草图对象的识别。信息表示模块实现了在草图信息表示模型框架中描述的功能。这两部分通过本地接口JNI(Java.Native Interface)完成消息传递和方法调用,用来实现草图信息的交互。