DE102012024226A1 - Control unit/widget for controlling display of hierarchical data structure on picture screen as three-dimensional graphic, represents respective connection to directly higher level visually, when levels of hierarchy appear is smaller - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die hier beschriebene Erfindung ist ein neues Element für eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI), die immer Teil einer Software mit einer Mensch-Maschine Schnittstelle (HMI) ist. Ein solches Element, das in einem rechteckigen Bereich auf einem Bildschirm angezeigt wird, häufig in einem Bildschirmfenster, wird als Steuerelement, Widget oder Canvas bezeichnet.The invention described herein is a new element for a graphical user interface (GUI), which is always part of a software with a man-machine interface (HMI). Such an item, displayed in a rectangular area on a screen, often in a screen window, is called a control, widget, or canvas.
Die Erfindung ist ein neuer Typ von Steuerelement, das dazu dient hierarchische Strukturen und deren Objekte zu visualisieren, navigieren, editieren und aktivieren. Aktivieren heißt hier, dass man Operationen auf den Objekten oder Listen von Objekten der editierten Struktur ausführen kann, jeweils in Abhängigkeit von den Typen der Objekte. Transformieren heisst hier, dass bestimmte Objekte in der Lage sein können, selbst eine Veränderung der Struktur zu initiieren, diese Transformation kann dann animiert dargestellt werden. Ab jetzt werden wir den Ausdruck Präsentieren verwenden, um in Kürze das Visualisieren, Navigieren, Editieren, Aktivieren und Transformieren zu bezeichnen.The invention is a new type of control that serves to visualize, navigate, edit and activate hierarchical structures and their objects. Activation means that you can perform operations on the objects or lists of objects of the edited structure, depending on the types of objects. Transform means here that certain objects may be able to initiate a change of the structure itself, this transformation can then be displayed animated. From now on, we will use the term present to refer to visualization, navigation, editing, activating and transforming in the near future.
Stand der TechnikState of the art
Bisher werden hierarchische Strukturen auf dem Bildschirm z. B. in Form einer Tree View präsentiert. Dabei wird eine Liste oder eine andere lineare Anordnung einer Menge von Objekten erweiterbar gemacht, so dass Unterelemente geöffnet oder aufgeklappt werden können. Andere gebräuchliche Präsentationsformen sind Diagramme wie z. B. UML Klassendiagramme.So far, hierarchical structures on the screen z. B. presented in the form of a tree view. In doing so, a list or other linear arrangement of a set of objects is rendered extensible so that sub-elements can be opened or expanded. Other common presentation forms are diagrams such. Eg UML class diagrams.
Technische Probleme und Mittel der LösungTechnical problems and means of solution
Bei den konventionellen Repräsentationen von Hierarchien fehlt ein ganzheitlicher struktureller Überblick. Da der Platz des Bildschirms begrenzt ist, und jedes Element einen konstanten Platz beansprucht ist es häufig nur möglich einen kleinen Teil der Hierarchie zu betrachten. Das einfachste Beispiel für das Problem ist das unnötige Aufklappen leerer Verzeichnisse beim Stöbern in einem Verzeichnissystem.The conventional representations of hierarchies lack a holistic structural overview. Since the space of the screen is limited, and each element occupies a constant space, it is often only possible to view a small part of the hierarchy. The simplest example of the problem is the unnecessary opening of empty directories when browsing through a directory system.
Die Lösung erfolgt nach folgenden Grundsätzen und kann am besten bildlich erfasst werden:
- 1. Sammlungen von Objekten werden kreisförmig angeordnet präsentiert.
- 2. Die Präsentation erfolgt dreidimensional.
- 3. Die Präsentation zeigt einen Überblick über die Gesamtstruktur.
- 4. Die Navigation erfolgt in einer einfachen, intuitiven und ansprechenden Form und wird animiert dargestellt.
- 5. Transformationen der Struktur können je nach Anwendungsbereich animiert dargestellt werden.
- 6. Äquivalenzrelationen von Objekten in der Struktur können repräsentiert werden und zwischen den verschiedenen Auftreten eines Objektes kann navigiert werden.
- 1. Collections of objects are presented arranged in a circle.
- 2. The presentation takes place in three dimensions.
- 3. The presentation shows an overview of the overall structure.
- 4. The navigation takes place in a simple, intuitive and attractive form and is displayed animated.
- 5. Transformations of the structure can be animated depending on the application.
- 6. Equivalence relations of objects in the structure can be represented and navigated between the different occurrences of an object.
Technische LösungTechnical solution
Die Struktur, die das Steuerelement präsentiert ist eine generelle Baumstruktur, bei der jeder Knoten einen Wert besitzen kann. Zu jeder Zeit ist ein spezifischer Unterbaum selektiert. Der selektierte Unterbaum wird als der größte und zentral sichtbare geschlossene Kurvenzug dargestellt (
Ein Baum gehört immer zu einer bestimmten Hierarchieebene. Der Wurzelknoten und leere Unterbäume können nicht selektiert werden. Die Ellipsen niederer Hierarchiestufen weisen einen kleineren Durchmesser auf als die der jeweiligen höheren Hierarchiestufen. Die Objekte einer Objektfamilie mit einer niedrigeren Hierarchiestufe werden visuell mittels eines Verbindungselements mit dem Objekt der jeweils höheren Hierarchiestufe verbunden. Bevorzugt ist das Verbindungselement durch wenigstens eine Linie gebildet.A tree always belongs to a certain hierarchy level. The root node and empty subtrees can not be selected. The ellipses of lower hierarchical levels have a smaller diameter than those of the respective higher hierarchical levels. The objects of an object family with a lower hierarchy level are visually connected to the object of the higher hierarchical level by means of a connection element. Preferably, the connecting element is formed by at least one line.
Von dem selektierten Unterbaum hat immer ein spezifischer Knoten den Fokus. Der Fokusknoten (
Die Basisnavigationen besteht darin den Fokus (
Komplexe Navigation besteht aus der sequentiellen oder parallelen Komposition der Basisnavigationen. Es ist möglich, den selektierten Unterbaum (
Im Panel werden die Elternbäume durch Labels repräsentiert (
In einer bevorzugten Ausführungsform können Äquivalenzrelationen als Linien zwischen dem verschiedenen Auftreten eines Objektes dargestellt werden. In der Mathematik ist eine Äquivalenzrelation eine Relation, die eine Menge so in Untermengen teilt, dass jedes Element genau einer Untermenge angehört. Zwei Elemente sind äquivalent (in Bezug auf diese Relation), genau dann wenn sie derselben Untermenge angehören. Dies ist bei der Kategorisierung wichtig, da manche Objekte mehreren Kategorien angehören. Es ist möglich den kleinsten Teilbaum zu selektieren, der die Sichtbarkeit der Linie(n) gewährleistet. Es ist möglich zum nächsten, vorherigen oder einem bestimmten Vorkommen zu navigieren. Diese Navigation ist eine komplexe Navigation, die sich aus Rotationen und Zoomen zusammensetzt.In a preferred embodiment, equivalence relations may be represented as lines between the different occurrences of an object. In mathematics, an equivalence relation is a relation that divides a set into subsets so that each element belongs to exactly one subset. Two elements are equivalent (in relation to this relation), if and only if they belong to the same subset. This is important when categorizing, because some objects belong to more than one category. It is possible to select the smallest subtree that ensures the visibility of the line (s). It is possible to navigate to the next, previous or a specific occurrence. This navigation is a complex navigation made up of rotations and zooming.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung für die Visualisierung der Übergänge zwischen verschiedenen aber ähnlichen hierarchischen Strukturen benutzt werden, was wir mit dem Begriff Transformation bezeichnen. Basistransformationen sind das Verbergen eines Unterbaums, das Drehen eines Unterbaums, die Einfügung eines neuen Unterbaums, sowie das Heben und Senken eines Unterbaumes um eine Hierarchieebene. Die Basistransformationen resultieren auf dem Bildschirm in einer Animation.In a preferred embodiment, the device can be used to visualize the transitions between different but similar hierarchical structures, which we call the term transformation. Basic transformations include hiding a subtree, rotating a subtree, inserting a new subtree, and raising and lowering a subtree about a hierarchy level. The basic transformations result on the screen in an animation.
Komplexe Transformationen bestehen wiederum aus der sequentiellen oder parallelen Komposition von Basistransformationen. Beispiele für Transformationen sind die Visualisierung der Operationen von formalen Systemen, z. B. von Schlussregel oder Anwendungsregeln.In turn, complex transformations consist of the sequential or parallel composition of basic transformations. Examples of transformations are the visualization of the operations of formal systems, eg. For example, the final rule or application rules.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann jedes Objekt eine zugehörige Liste von Aktionen haben, die angezeigt wird (
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Objekte des selektierten Unterbaums nach programmierbaren Kriterien sortiert werden. Die Objekte des selektierten Unterbaums und rekursiv diejenigen von dessen Unterbäumen können nach programmierbaren Kriterien gefiltert werden. Es ist möglich den selektierten Unterbaums und rekursiv dessen Unterbäume nach programmierbaren Kriterien zu durchsuchen.In a preferred embodiment, the objects of the selected sub-tree may be sorted according to programmable criteria. The objects of the selected subtree and recursively those of its subtrees can be filtered by programmable criteria. It is possible to search the selected subtree and recursively its subtrees according to programmable criteria.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Zustand, der die letzten fokussierten Objekte der besuchten Unterbäume erinnert, sowie wenn anwendbar den Zustand der Sortier-, Filter- und Suchkriterien. Dieser Zustand kann zwischen Sessions erinnert werden.In a preferred embodiment, a state that remembers the last focused objects of the visited subtrees and, if applicable, the state of the sort, filter, and search criteria. This condition can be remembered between sessions.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Widget bezüglich verschiedener Kriterien konfiguriert werden (
Diese Features werden durch eine flexible Programmierschnittstelle (API) anwendbar und erweiterbar gemacht. Die API erlaubt Polymorphie, was bedeutet, dass Objekte verschiedenen Typs durch eine einheitliche Schnittstelle präsentiert werden können. Die konkrete Ausprägung der API ist programmiersprachenabhängig (z. B. Java, C#, C++).These features are made applicable and extensible through a flexible programming interface (API). The API allows polymorphism, which means that objects of different types can be presented through a uniform interface. The specific form of the API is programming-language-dependent (eg Java, C #, C ++).
Die API veröffentlicht einen Strom von Ereignissen, der über Selektion, Aktionen und Änderungen der editierten Struktur (Hinzufügen, Löschen, Eigenschaftsänderungen) informiert. Die API kann das ”faule” (lazy) Laden von Unterbäumen unterstützen, wodurch das Präsentieren sehr großer und sogar unendlicher Strukturen ermöglicht wird.The API publishes a stream of events that informs about selection, actions, and changes to the edited structure (adding, deleting, property changes). The API can support the lazy loading of subtrees, allowing the presentation of very large and even infinite structures.
Ausführungsbeispielembodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kommando BereichCommand area
- 22
- Operationen BereichOperations area
- 33
- Elternlabelparents label
- 44
- Elternknotenparent node
- 55
- selektierter Baumselected tree
- 66
- selektierte Ellipseselected ellipse
- 77
- Fokussierter KnotenFocused knot
- 88th
- Fokussiertes LabelFocused label
- 99
- Fokussiertes IconFocused icon
- 1010
- Sonstiges LabelOther label
- 1111
- Sonstiges IconOther Icon
- 1212
- UnterbaumUnder tree
- 1313
- Unterellipseunder ellipse
Die nächsten Figuren stellen Animationen dar, wobei jeweils 4 Stufen dargestellt sind: Anfangszustand, Zwischenzustand 1, Zwischenzustand 2, Endzustand. Bei einer Animation am Bildschirm werden viel mehr Zwischenstufen dargestellt, so dass eine flüssige Bewegung entsteht.
Dieser Anmeldung liegt eine prototypische Implementierung zugrunde, die in der funktionale Programmiersprache Haskell erfolgt ist und Cairo als Grafikbibliothek nutzt. Das Domänenmodell wird als Zipper repräsentiert, um den Baum und die Position im Baum einheitlich zu handhaben, so dass es nicht zu Synchronisationsfehlern kommen kann. Da Cairo eine 2-D Grafikbibliothek ist, wird die 3-D Erscheinung durch eine Serie der Matrixtransformationen translate, scale und rotate erreicht. Ohne Optimierungen zeigt der Prototyp eine gute Ausführungsgeschwindigkeit auf moderner Hardware.This application is based on a prototypical implementation, which is done in the functional programming language Haskell and Cairo uses as a graphics library. The domain model is represented as a zipper to uniformly handle the tree and position in the tree so that synchronization errors can not occur. Since Cairo is a 2-D graphics library, the 3-D appearance is achieved through a series of matrix transformations translate, scale, and rotate. Without optimization, the prototype has a good execution speed on modern hardware.
Vorteileadvantages
Durch die Benutzung des Widgets kann die Übersichtlichkeit, und somit die schnelle Erfassung der hierarchischen Zusammenhänge und Zugehörigkeit der Objekte zueinander verbessert werden. Die intuitive Navigation fördert die Produktivität, und die hübschen Animationen machen die Arbeit mit dem Steuerelement angenehm. Eine Formatierungsaktivität durch den Benutzer ist dabei nicht nötig, da die Struktur automatisch in eine einheitliche Form übersetzt wird. Dies spart Zeit und fördert die Produktivität.By using the widget, the clarity, and thus the rapid capture of the hierarchical relationships and affiliation of the objects to each other can be improved. Intuitive navigation promotes productivity, and the pretty animations make working with the control enjoyable. A formatting activity by the user is not necessary because the structure is automatically translated into a uniform form. This saves time and boosts productivity.
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202012012805.1U DE202012012805U1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Device of a 3D control of a user interface for data categorization |
DE102012024226.3A DE102012024226A1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Control unit/widget for controlling display of hierarchical data structure on picture screen as three-dimensional graphic, represents respective connection to directly higher level visually, when levels of hierarchy appear is smaller |
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Publications (1)
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Family
ID=50556184
Family Applications (2)
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DE202012012805.1U Expired - Lifetime DE202012012805U1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Device of a 3D control of a user interface for data categorization |
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Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202012012805.1U Expired - Lifetime DE202012012805U1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Device of a 3D control of a user interface for data categorization |
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DE (2) | DE202012012805U1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7036090B1 (en) * | 2001-09-24 | 2006-04-25 | Digeo, Inc. | Concentric polygonal menus for a graphical user interface |
US20090125831A1 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-14 | Piematrix, Inc. | System and Method of Facilitating Project Management with User Interface |
-
2012
- 2012-12-11 DE DE202012012805.1U patent/DE202012012805U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2012-12-11 DE DE102012024226.3A patent/DE102012024226A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7036090B1 (en) * | 2001-09-24 | 2006-04-25 | Digeo, Inc. | Concentric polygonal menus for a graphical user interface |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE202012012805U1 (en) | 2014-02-27 |
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