一种立体环状文件浏览器及构建方法

摘要

一种立体环状文件浏览器，它由文件数据读取模块、可视化模块、人机交互接口三部分组成，三者间彼此相互连接；一种立体环状文件浏览器的构建方法，它有四大步骤：一、文件目录存取单元实时读取本地系统中的文件目录结构；二、数据模型映射单元建立立体环状文件浏览器的多叉树数据节点与文件目录结构之间的一一映射关系，确定节点间关系的表达方式，修改或增加有该表达需求的可视化节点的相关参数；三、根据步骤一、二设定的参数，模型生成单元初生成/重绘可视化模型；四、用户通过人机交互接口完成文件浏览器赋予的全部功能，所有功能交由文件目录存取单元对本地系统的对应节点进行对应的修改、新建及删除操作。本发明显示信息丰富，管理效率高。

说明书

技术领域

本发明属于计算机软件及三维用户界面技术领域，是涉及一种立体环状文件浏览器及构 建方法，它可以用于数据管理、虚拟现实、人机交互界面等领域的技术实现。

背景技术

目前，公知的文件浏览器为了达到提高文件浏览显示效率的目的，更多地关注于文件管 理（浏览、查看、复制、删除等）功能的丰富和完善，比如方便组织文件的多页签界面和多 面板、快速查看、文件夹排序、高级存档功能、批量改名等。这些强大的辅助功能，对于很 多人而言，似乎有意无意中过分面向掌握计算机专业知识并具有高效率需求的专业人员。

与此同时，大多数人在大多数时候，并不肯定辅助手段带来的效率提高，而更加青睐文 件浏览器直观的人机界面带来的良好交互体验，也会肯定因此带来的效益提升。因此微软在 Microsoft Office系列中推广Ribbon界面，使用者震惊之余也体会到了人机交互体验的改 善，导致微软最终在Windows8中全面整合Ribbons界面，包括文件浏览器。

但是纵观文件浏览器市场，不论是传统还是Ribbon界面的Windows Explorer风格或者 NC（Norton Commander）风格的文件浏览器，都因为二维用户界面这一天生软肋，存在以下 技术缺陷：

1)空间利用臃肿不堪，大量的空间被管理功能的工具条工具栏所占据。这样的情况在传 统Windows Explorer界面中尚且可以忍受，而在Ribbon界面中，功能模块是更加容 易找到了，但它们侵占了文件浏览器更多的空间。而在NC风格的界面中，各种各样 自带或外置的插件功能，像搭积木一样充满了几乎一半空间。

2)信息表达效率低，臃肿的空间导致文件浏览区域所能呈现的信息量少，如果需要获得 更多信息则依赖于文件浏览区域的放大或者拖曳滚动条。即使采用了双面板视图，也 只是在有限空间内的改善，并不能改变二维平面上文件浏览信息不足的本质。

3)人机交互不良好不友善，所有的信息呈现在同一个平面内，对某块信息有所侧重就会 顾此失彼地失去另一部分信息，用户无法针对自身不同的认知接收能力和认知需求进 行自行调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体环状文件浏览器及构建方法，它是一种利用多叉树数据 结构的立体环状可视化方法，改善现有文件浏览器设计的上述缺陷。改进目标有以下几点：

1)相较于传统文件浏览器，在二维参数面或三维空间信息表达更高密度的信息。

2)通过缩小搜索节点时的目视范围，提供更高效的信息搜索效率。

3)通过自行调整显示密度和显示角度，较之于传统文件浏览器，用户可获得对文件结构 更好的理解和使用。

技术方案

（1）本发明为一种立体环状文件浏览器，它是由文件数据读取模块、可视化模块、人机交 互接口三大部分组成，三者彼此之间相互连接；系统架构如图3所示。

所述文件数据读取模块，包含了文件目录存取单元和多叉树数据结构生成单元：二者之 间相互连接；该文件目录存取单元是基于操作系统的应用程序编程接口，读取、识别并将信 息暂存于内存空间的功能单元；它负责实时读取本地系统中的文件目录结构；该多叉树数据 结构生成单元根据内存中的文件目录结构信息，生成对应的多叉树结构的数据模型。

所述可视化模块，包含模型生成单元和数据模型映射单元，二者之间相互连接；该数据 模型映射单元将多叉树数据节点与可视化方法中节点建立一一映射关系，其原理及结构是每 个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，对可视化节点信 息所作的修改、新建及删除等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；该数据模型映射单元根据这些 映射关系，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；数据模型映射单元确定可视化节点参数，并确定节点间关系（兄弟节点关 系、父子节点关系）表达方式。模型生成单元则根据数据模型映射单元提供的可视化参数生 成立体可视化模型。

所述人机交互接口中的交互逻辑单元定义了对于可视化模型进行交互操作的规则，包括 浏览、移动、旋转、拾取节点、展开下层节点等；交互逻辑单元对可视化模型本身所作的修 改、新建及删除等操作，首先通过模型生成单元重绘可视化模型，接着数据模型映射单元根 据之前的映射关系做出对应的调整，然后多叉树数据结构生成单元根据新的映射关系生成新 的多叉树数据结构，最终交由文件目录存取单元对本地系统的对应节点进行对应的修改、新 建及删除等操作。用户通过人机交互接口完成文件浏览器赋予的全部功能。

（2）本发明一种立体环状文件浏览器的构建方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：文件目录存取单元实时读取本地系统中的文件目录结构。

步骤二：数据模型映射单元建立立体环状文件浏览器的多叉树数据节点与文件目录结构 之间的一一映射关系，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，实现文件浏览器所表达的节点信息与相应文件 目录结构中的节点信息相对应；执行本步骤后，文件浏览器所表达的节点信息与相应文件目 录结构中的节点信息呈一一映射关系。

步骤三：根据步骤一、二设定的参数，模型生成单元初生成/重绘可视化模型，多叉树 数据结构生成单元根据新的映射关系生成新的多叉树数据结构。

步骤四：用户通过人机交互接口完成文件浏览器赋予的全部功能，所有功能交由文件目 录存取单元对本地系统的对应节点进行对应的修改、新建及删除等操作。

优点及有益效果

本发明的优点及有益效果是：

1)相较于传统文件浏览器，该文件浏览器利用的算法简单高效快速，显著提高了显示空 间的利用率，充分利用用户视野内的空间进行文件信息描述。

2)对于每个文件节点，提供了丰富的信息可视化元素；利用了人类原有的空间感，直观 立体地展现文件系统，方便用户理解和掌握文件情况，有利于用户对文件信息的记忆 分析。

3)该文件浏览器可以通过鼠标、数据手套等多种硬件输入设备进行人际交互操作，提高 了信息处理与管理效率。

附图说明

图1是本发明所述方法流程图

图2是本发明采用的多叉树数据结构的立体环状可视化方法的示意图

图3是本发明总体框架图

图4是本发明底层数据流向图

图5是本发明使用实例中的多叉树数据结构模型局部

图6是本发明在测试电脑中的使用实例

图7是本发明交互逻辑分类流程

具体实施方式

本发明解决其技术问题所采用的技术原理，即多叉树数据结构的立体环状可视化方法如 图2所示。以一台硬盘分区为C、D、E、F、G，光盘区为H的电脑为例，本发明的效果如下：

该文件浏览器由文件数据读取模块、可视化模块、人机交互接口三大部分组成，系统架 构如图3所示。系统的底层数据流向如图4所示。

文件数据读取模块包含了文件目录存取单元和多叉树数据结构生成单元：文件目录存取 单元负责实时读取本地系统中的文件目录结构，多叉树数据结构生成单元根据内存中的文件 目录结构信息，生成对应的多叉树结构的数据模型，本实例中的多叉树结构数据模型局部如 图5所示。

可视化模块包含模型生成单元和数据模型映射单元：数据模型映射单元将多叉树数据节 点与可视化方法中节点建立一一映射关系，其原理是每个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，对可视化节点信息所作的修改、新建及删除等操作对 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；第二步数据模型映射单元再根据这些映射关系，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；最后步数据 模型映射单元确定可视化节点参数，并确定节点间关系（兄弟节点关系、父子节点关系）表 达方式。模型生成单元则根据数据模型映射单元提供的可视化参数生成立体可视化模型。在 实例中，系统文件目录结构通过文件浏览器呈现的效果如图6所示。

人机交互接口中的交互逻辑单元定义了对于可视化模型进行交互操作的规则，包括浏览、 移动、旋转、拾取节点、展开下层节点等，交互操作的逻辑分类和逻辑流程如图7所示；交 互逻辑单元对可视化模型本身所作的修改、新建及删除等操作，首先通过模型生成单元重绘 可视化模型，接着数据模型映射单元根据之前的映射关系做出对应的调整，然后多叉树数据 结构生成单元根据新的映射关系生成新的多叉树数据结构，最终交由文件目录存取单元对本 地系统的对应节点进行对应的修改、新建及删除等操作。用户通过人机交互接口完成文件浏 览器赋予的全部功能。

见图1，本发明一种立体环状文件浏览器的构建方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：文件目录存取单元实时读取本地系统中的文件目录结构。

步骤二：数据模型映射单元建立立体环状文件浏览器的多叉树数据节点与文件目录结构 之间的一一映射关系，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，实现文件浏览器所表达的节点信息与相应文件 目录结构中的节点信息相对应；执行本步骤后，文件浏览器所表达的节点信息与相应文件目 录结构中的节点信息呈一一映射关系。

步骤三：根据步骤一、二设定的参数，模型生成单元初生成/重绘可视化模型，多叉树 数据结构生成单元根据新的映射关系生成新的多叉树数据结构。

步骤四：用户通过人机交互接口完成文件浏览器赋予的全部功能，所有功能交由文件目 录存取单元对本地系统的对应节点进行对应的修改、新建及删除等操作。