[发明专利]基于双曲几何显示加权树的方法和计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及大型层次结构的可视化技术，尤其涉及基于双曲几何显示加权树的方法。

背景技术

Lamping，J.和Rao，R.的″The Hyperbolic Browser：AFocus+Context Technique for Visualizing Large Hierarchies″，Journal of Visual Languages and Computing，Vol.7，1996，PP.33-55公开了在负曲面空间(例如双曲平面)上布置例如树的层次结构，使得在各处父节点和子节点之间以及兄弟节点之间的距离近似相同的技术。递归算法基于局部信息来布置每个节点，从而为该节点的后代分配双曲平面的楔。该算法沿着楔中的弧放置所有子节点，这些子节点与父节点距离相等，并且彼此至少相距一最小距离(或基本间隔)。节点的布置仅取决于其父节点的布置，以及从该父节点开始的2或3代节点的节点结构。因此，能够增量地进行布置，例如通过最初将节点布置在最接近根节点的位置，并且接着随着遍历结构的更多部分而增加更多的节点。上述文献也公开了用于将该平面映射到例如单位盘的欧几里德显示区域的技术。最初，树以其根为中心或显示区域的焦点，但是能够平滑地变换显示以将其它节点移到焦点。通过调整从双曲平面到欧几里德平面的映射的焦点，例如通过双曲平面中的变换(该变换将新焦点移动到被映射至单位盘的中心的位置)，能够实现焦点的改变。

Lamping等人的美国专利No.5,590,250公开了类似的布置技术，其中每个节点具有包含其位置和半径的数据结构，并且如果它具有子节点，则还包含到子节点列表的链接；复数被用于表示例如双曲平面的负曲面空间中的位置。Lamping等人也公开了类似的映射技术，其中对布置空间中的位置执行变换，并且变换的位置接着被进行映射以获得显示器上的位置；从根节点开始递归地执行映射。

以上文献在这里被完整地引为参考。

Lamping等人公开的双曲树技术提供了平滑改变的焦点-背景(focus-context)技术或鱼眼技术(fish-eye)。分配给节点的显示空间随着相距焦点的距离的增加而连续减少。背景始终包含若干代的父节点、兄弟节点和子节点，使得用户易于无丢失地探索层次结构。最初以其根为中心来显示树，但是能够平滑地变换显示以使其它节点成为焦点。

与常规层次结构显示技术相比，双曲树技术支持与更大层次结构的有效交互，并且补强了其它新颖树浏览器的能力。

人们进行大量工作来对非加权双曲树进行可视化。然而，关于基于双曲几何的加权树布置，还无人建议加以研究。由于加权树在例如加权主题树、加权组织图、加权文件目录等等的实际应用中是非常普遍的，本发明人致力于改进加权树的可视化技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双曲几何显示加权树，从而允许在显示加权树时得到双曲树技术的优点的方法。

本发明提供了一种用于基于双曲几何来显示加权树的方法，包括：获得加权树数据；定义加权树结构；基于加权树定义数据在负曲面空间中将根节点定位为中心；基于加权树定义数据，自顶向下递归地针对每个父节点和其所有直接子节点执行布置处理，直到该树中的所有节点已经被布置在负曲面空间中，其中连接父节点和其每个直接子节点的边的权重越大，则该父节点和该子节点之间的距离越小；将布置数据从负曲面空间映射到欧几里德平面；和在显示器中显示该映射的数据。

在一个实施例中，该方法还包括：通过点击任何视点以使其成为中心处的焦点，或通过交互式地拖拉任何视点至任何其他位置，改变对应于显示中心的焦点或位置；和重新执行映射步骤和显示步骤。

在一个实施例中，该负曲面空间是双曲平面。

定位步骤可以包括：在负曲面空间中为父节点分配一个楔，其中父节点的后代节点的数量越多，则该楔的角度越大；将父节点的所有直接子节点分成组、其中相同组中的每个节点具有相同的权重等级；和从该楔的一个边线开始，按照指定组顺序为每个子节点分配位置，其中每个分配的位置与其它分配的位置至少相距某个最小距离。

在一个实施例中，该指定组顺序为从高等级到低等级。