CN101425063A - 多维度数据集的显示及浏览的方法及设备 - Google Patents

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CN101425063A CNA2007101672114A CN200710167211A CN101425063A CN 101425063 A CN101425063 A CN 101425063A CN A2007101672114 A CNA2007101672114 A CN A2007101672114A CN 200710167211 A CN200710167211 A CN 200710167211A CN 101425063 A CN101425063 A CN 101425063A
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Abstract

本发明旨在提供一种多维度数据集的显示和浏览方法及设备。在所述方案中，多个主题标签可被分布在3维空间中。通过3D视图，可以额外地显示诸如主题标签之间的关系，主题标签的权重等复杂信息，同时也缩小了屏幕尺寸，改进了用户体验。

Description

多维度数据集的显示及浏览的方法及设备
技术领域
本发明涉及多维度数据集的显示及浏览，尤其是对具有层次化主题标签的多维度数据集的3D显示以及浏览的方法和设备。
背景技术
元数据(metadata)是关于信息的信息。在许多情况下，一组层次化的主题标签被用作元数据来对资源分类，例如Yahoo Directory和ODP(Open Directory Project)。多维度浏览界面包含了多组正交的层次化的主题标签，并且使用户能够通过选择不同维度中的主题标签而从不同的视点来缩小资源的范围。多维度浏览界面已经被证明为是一种访问资源的有效的交互式方式，并在许多web资源上被实施。例如，在一些mp3网站上，歌曲按照艺术家、题材、地区、长度等等被分为若干个维度。用户能够在这些维度之下进行选择，还可以在这些维度之下的各个主题标签下进行选择，从而缩小范围以选择感兴趣的歌曲，例如用户选择“Region”维度，则显示按“Region”维度下的主题标签“North America”、“Europe”等，从而用户可以选择某个主题标签来缩小搜索范围。
现有技术中，在许多的多维度浏览界面中，相同父节点之下的多个主题标签被显示为一个文本列表，按照其下的编号资源项排序。这种方法主要有两个缺陷：首先，列表方式的显示不能显示复杂信息，例如多个主题标签之间的关系、各个主题标签和用户之间的相关性等等；其次，当一个维度之下有太多主题标签时，对屏幕而言列表过长而难以显示，在诸如移动电话之类的小屏幕装置上这一缺陷更加明显。
例如Flamenco在Nobel Prize Winner数据集上实施了一种多维度浏览界面，如图1所示，其从多个维度(包括“Gender”、“Prize”、“Country”、“Year”)提供对历年的Nobel获奖者的数据搜索。图1中每个维度之下的主题标签被显示为文本列表。例如，“Country”之下以列表列出了拥有获奖者的国家“America”、“China”、“Japan”等主题标签，“Year”下列出了获奖年份“1910-1920”、“1920-1930”等主题标签的列表，“Prize”下列出了奖项类别“Physics”、“Chemistry”等主题标签。(该搜索界面可访问如下网址http:// flamenco.berkeley.edu/demos.html)。显然，上述方案不能显示复杂信息(例如哪个主题标签更重要、各个主题标签之间有何种关系)、以及列表过长难以在小屏幕上显示。尽管也有若干方案旨在改进多维度浏览界面以适用于有限大小的屏幕。但是，这些都是基于二维显示的方案并且不能表示上述的复杂信息。
发明内容
本发明旨在提供一种多维度数据集的显示和浏览方案。在所述方案中，多个主题标签可被分布在3维空间中。通过3D视图，可以额外地显示诸如主题标签之间的关系，主题标签的权重等复杂信息。首先，为了清楚起见，发明人先预定义一些术语以用于随后的讨论。
维度(Facet)：一组层次化的主题标签，描述资源的元数据。
主题标签(subject label)：层次结构中的节点。可以利用主题标签将资源按主题进行分类。
资源(Resource)：通过多维度界面被浏览的内容。
资源项(Resource Item)：资源的单元。
本发明的一方面旨在提供一种3D的多维度浏览方案。在该3D的多维度浏览方案中，一个维度下的多个主题标签都被分布在3D空间中并显示给用户。以这种方式，复杂信息(诸如主题标签之间的关系、主题标签的权重等)可以被显示，而且该方案能帮助减少显示所占用的屏幕尺寸。
此外，所述用户能够在所示的3D空间中前后左右移动进行观看。此外，可以通过点击某个主题标签来查看它下一层的子标签/资源项。此外，可以在不同维度之间平滑切换。从而用户能够在该3D空间中以高度交互的方式浏览资源。
本发明的一方面旨在一种应用于具有层次化主题标签的多维度数据集的显示方法，包括：基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集的任一子集中的主题标签分布到3D空间中；以及显示包括被分布的主题标签的所述3D空间的视图；其中所述元数据信息至少包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
此外，主题标签之间的关系是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签之间的相关性。
此外，主题标签的权重是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签的重要度。
此外，其中把所述主题标签分布到3D空间中的步骤还包括：对应于各个主题标签之间的关系，在所述3D空间中确定所述主题标签之间的距离。
此外，其中把所述主题标签分布到3D空间中的步骤还包括：对应于各个主题标签的权重，在所述3D空间中确定所述主题标签距离用户视点的距离。
本发明的另一方面一种应用于具有层次化主题标签的多维度数据集的显示设备，包括：3D显示安排单元，用于基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集中的任意子集中的主题标签分布到3D空间中；以及显示单元，用于显示包括了被分布的所述主题标签的所述3D空间的视图；其中所述元数据信息包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
本发明的另一方面旨在一种用于具有层次化主题标签的多维度数据集的浏览设备，包括：用户输入单元，用于接收用户输入；资源存储单元，存储所述具有层次化主题标签的多维度数据集；搜索单元，基于通过所述用户输入单元输入来搜索所述资源存储单元，并输出所述多维度数据集的一子集作为搜索结果；3D显示分布单元，接收所述搜索单元的输出，并基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集中的所述子集中的主题标签分布到3D空间中；以及显示单元，显示包括了被分布的所述主题标签的所述3D空间的视图；其中所述元数据信息包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
附图说明
现在参照图描述范例的方法和设备，其中在几个图中，相同的参考标号用来指相同的元件。在下面的描述中，为了解释的目的，阐述大量特定的细节，以便帮助完全了解系统、方法、设备等。然而，可以显而易见的是，可以实践所述的实施例，而没有这些特定的细节。在其它的实施例中，为了简化描述，以框图的形式示出常用的结构和装置。对于拥有在说明书和图中所陈述的教导的本领域技术人员来说，可以想到很多修改和其它实施例。因此，应该理解，本发明不局限于所公开的特定实施例，另外可选的实施例应当包含在本发明的范围和范例发明构思内。虽然特定术语可以用于本文，但是仅仅为了一般的描述的意义而不是为了限制的目的。
图1显示了现有技术中的一种用于多维度数据的浏览设备。
图2A显示了根据本发明的用于多维度数据集的显示设备。
图2B显示了根据本发明的用于多维度数据集的显示方法。
图3A显示了根据本发明的用于多维度数据的浏览设备。
图3B显示了根据本发明的用于多维度数据的浏览方法。
图4显示了根据本发明把主题标签之间的相互关系映射为2D视图。
图5显示了根据本发明把层次化的主题标签分布到3D空间的一个实施例。
图6显示了根据本发明的实施例1的主菜单。
图7-8显示了根据本发明的实施例1的3D视图。
图9显示了根据本发明实施例1的对3D视图的拉近操作。
图10-11显示了根据本发明实施例1的资源项的浏览。
图12显示了根据本发明实施例1的3D视图和维度菜单的叠加显示。
图13显示了根据本发明实施例1的3D视图和维度菜单的叠加显示。
图14-15显示了根据本发明实施例1的切换维度后的显示。
图16显示了根据本发明实施例2的3D视图的“Region”维度下的主题标签。
图17显示了根据本发明实施例2的3D视图的“Region->Europe”下的主题标签。
图18显示了根据本发明实施例2的3D视图的“Region->Europe”下的主题标签上叠加的维度菜单视图。
图19显示了根据本发明实施例2的3D视图的“Region->Europe”和“Genres”维度下的主题标签。
具体实施方式
本发明提出了一种用于具有多维度层次化结构的数据的显示方法和装置，所述方法和装置可以自动实现任意的多维度结构的数据集的3D视图显示。
参见图2A，所述装置包括3D显示分配安排器203以及显示单元204。3D显示分配安排器203接收元数据信息201，该元数据信息201与待显示的多维度的层次化数据集相关，包括多维度数据集的维度层次、主题标签之间的关系、主题标签的权重等至少之一。3D显示分配安排器203还接收多维度的层次化数据集的任意子集202，并基于元数据信息201把多维度的层次化数据子集202分布到3D空间中(以下结合实施例详细说明)，然后把得到的3D空间视图显示在显示单元204上。
显示单元204可以是具有2D显示屏幕的常规显示器。但还可以是例如能够投影3D图像的投影仪等，这样可以直接把3D显示分配安排器输出的3D空间显示出来，而不再映射到2D显示屏幕上。此外，显示单元204也可以包含图像处理领域的其它公知功能，例如各种3D可视化的相关处理。
参见图2B，显示了实现多维度数据集的3D可视化方法的流程图。
从步骤2011开始，前进到步骤2012，定义多维度数据集的元数据信息，元数据信息包括以下信息的至少之一：
-维度层次，包括每一个维度之下的主题标签、以及每一个主题标签之下的子标签(如果有的话)，直到最后的资源项。例如，该层次结构可以是一种树状结构；
-同一层次上的各个主题标签之间的关系。该关系可以量化，根据某种预定义的属性(例如相似性、距离等)而进行计算。
-各个主题标签的权重，权重可以理解为重要程度，用户的感兴趣程度等等。
上述的几种元数据信息仅仅是示例性的，而非限制性的。本发明提出的3D显示方案比现有技术的2D可以额外地反映至少上述关系、权重等复杂信息。但是，本领域的技术人员完全可以基于应用需要自行定义其它的一种或多种元数据信息。以下将结合实施例进一步说明如何定义元数据信息。
然后，在步骤2013，基于上述元信息，把多维度数据集的任意子集分布到3D空间中。在把主题标签分布到3D空间的过程中，基于先前定义的元数据信息以视觉上可区别的方式分布主题标签。例如，主题标签之间的空间距离反映了主题标签之间的关系，主题标签距离用户视点的不同距离反映了不同权重。以下将结合实施例进一步说明该3D分布过程。
额外地或替换地，根据不同权重分配主题标签不同的大小、亮度、色彩、阴影等视觉效果，以便提供视觉上区分各主题标签的手段。这种视觉上的差异化更直观地表现出了主题标签之间的关系、主题标签的权重等复杂信息。此外，上述的差异化视觉效果(即，主题标签的距离、大小、亮度、色彩、阴影等)即可以对应于元数据信息之一，也可以对应于若干元数据信息的任意组合。
最后，在步骤2014，3D空间的视图被显示给用户，在步骤2015过程结束。
此外，定义元数据信息的步骤2012不是本发明的方法所必需的。元数据信息可以事先定义并存储，并在步骤2013中直接访问并获得。
此外，对于本领域技术人员所能想到的，生成上述3D可视化视图之后，可以利用各种现有的3D可视化技术允许用户进行额外的操作，包括在3D视图中前后左右移动，拉近、拉远视图等等。
此外，本发明对于普通的多维度数据集也是适用的。具体而言，即使多维度数据集中未定义主题标签之间关系，也未定义各个主题标签的权重，仍然可以将多维度数据集中的主题标签分布到3D空间中，并显示给用户。3D空间分布过程也可以采用各种方式，例如随机化分布。额外地，以大小、亮度、色彩、或阴影等视觉效果中的任意之一来区别显示主题标签，以便视觉上区分各主题标签。与现有技术的列表显示，本发明的3D显示提供更好、更丰富的用户体验，尤其适用于具有小尺寸屏幕的显示器，例如手机、PDA等。
另一方面，本发明还提供有一种用于多维度数据集的3D浏览方法及装置。下面结合图3A-3B描述本发明的另一个优选实施方式，其中也包含了附图2A-2B所示的显示方法及装置。
图3A示出了一种用于多维度数据集的3D浏览系统。该系统的信号流为：输入：用户操作，至少包括用户输入的查询操作、对查询结果的3D显示操作等；输出：多维度数据集的三维显示。
3D的多维度浏览系统的组成单元包括用户交互单元3010、3D布局管理单元3020以及显示单元3030。
用户交互单元3010：作为用户和3D布局管理单元3020之间的中间层，包括用户输入单元3011、处理切换器3012。用户输入包括鼠标事件、键盘事件、以及用户输入的搜索关键字等等。自上述用户输入单元3011获取的用户操作被传送到处理切换器3012，处理切换器3012把有效操作分类为两种：第一种需要从资源库3022载入新的项目并产生新的3D显示，例如用户输入新的关键字查询，或用户选择切换到其它维度；第二种仅修改当前项目的3D视图，例如，用户在3D所示空间中进行拉近、拉远或其它的移动操作。
3D布局管理单元3020包括资源库3022、多维度搜索引擎3021、元数据信息库3023、3D显示分配安排器3024、3D布局协调器3025。
资源库3022可以是以各种方式实现的数据库或文件，其中各个资源项按照若干维度进行分类。例如，所有Nobel获奖者的数据集就是一个资源库，其中获奖者的相关数据都按照“Country”、“Year”、“Prize”等维度分类，每个维度也可以具有一个或多个层次，从而资源库3022可以被实现为一个层次化的树状结构。应当理解，本文所用的“资源库”是指可以存储数据的物理实体和/或逻辑实体、例如，资源数据库可以是下述中的一个或者多个：列表、表格、文件、数据存储、关系数据库、数据表格、队列、堆阵等。资源库3022可以驻留在一个逻辑和/或物理实体中，并且/或者可以分布在两个或者更多逻辑和/或物理实体之间。术语“资源库”还可以理解为包括数据库管理系统，用于控制容纳在数据库中的数据的组织、存储和检索。
多维度搜索引擎3021可以以现有技术中的搜索方式基于用户输入对资源库3022进行搜索。多维度搜索引擎3021可以以多种方式实现，其可以实现单个维度/多个维度的搜索。搜索结果包括多维度数据集的一个子集，子集可以也具有主题标签层次及其相互关系、匹配的资源项等。根据本发明的一个优选实施例，如果多维度数据集是树状数据结构，则搜索结果可以是一个子树。
元数据信息库3023可以由用户定义。元数据信息库3023中定义了每个维度下的层次化的主题标签、主题标签之间的相互关系以及主题标签的权重等信息中的至少之一，其具体内容是用户根据其应用而预先定义。以下将结合实施例进一步详细说明。
3D显示分配安排器3024接收搜索得到的结果，并根据元数据信息，把搜索结果分布到一个3D空间中。3D空间分布过程将在以下结合实施例进一步详细说明。
3D显示分配安排器3024把所得到处理结果输出给显示单元3030，从而把所得到的3D空间映射到2D的显示单元3030的屏幕上。
当用户输入的不是新搜索，而是第二种操作，例如修改当前已有的3D显示，则处理切换器3012把用户在3D空间中的移动操作传送到3D布局协调器3025，3D布局协调器3025仅仅修改已有3D视图而无需向其载入新的项目，并且在显示单元3030的显示屏幕上重新显示3D视图(以下将结合实施例进一步详细说明)。用户还可以指示在当前3D视图上叠加显示额外的视图，例如操作菜单、操作历史等。
显示单元3030可以是具有2D显示屏幕的常规显示器。但是，如本领域技术人员所能理解的，显示单元3030还可以是任何其它类型的显示器，例如能够投影3D图像的投影仪等等，这样可以直接把3D显示分配安排器3024输出的3D空间视图显示出来。
图3B进一步显示了本发明的用于多维度数据集的3D浏览方法。
步骤3110开始后，步骤3111接收用户输入。
在步骤3112对用户输入分类为两种，第一种需要从资源库载入新的项目并产生新的3D显示，例如用户输入新的关键字查询，或用户指示切换到其它维度；第二种仅修改当前已有的3D视图，例如，用户在3D所示空间中进行拉近、拉远或其它的移动操作。
当确定用户输入是第一种输入时，执行步骤3113，基于用户输入对资源库进行搜索。搜索结果可以是多维度数据集的子集，子集可以具有主题标签层次及其相互关系、匹配的资源项等。
在步骤3114，根据元数据信息，把搜索结果分布到3D空间中。如上所述，元数据信息包括多维度数据集的每个维度下的层次化的主题标签、主题标签之间的相互关系以及主题标签的权重等信息中的至少之一。
在步骤3116，显示步骤3116生成的3D空间视图。
另一方面，在步骤3112确定用户输入是第二种类型时，则执行步骤3115。例如，当用户输入指示在所示3D空间中移动时，步骤3115调整已有的3D视图，并在步骤3116显示给用户。或者，当用户输入指示在所示3D空间上叠加显示操作菜单或操作历史时，步骤3115把所请求的菜单或历史信息叠加地显示在已有的3D视图上，并在步骤3116显示给用户。步骤3116之后，过程结束3117。
以下将结合实施例1和实施例2详细介绍本发明提出的多维度数据集的3D显示及浏览方案。
实施例1
本发明的实施例1对1901年到2007年的Nobel获奖者(包括801位获奖者)的数据集实施了上述提出的3D多维度浏览装置。
Nobel获奖者的数据集被分类为4个维度：
-Region：地理地区，其下依次包括洲、国家层次
-Gender：获奖者的性别
-Award：奖项主题，例如物理、化学等
-Date：获奖年份
每个维度可以根据需要具有多个层次。例如，“Region”维度下第一层是主题标签是洲，洲的下一层主题标签是国家，国家的下一层是资源项：Nobel获奖者；“Gender”下只有一层主题标签“male”和“female”，然后“male”和“female”之下就是资源项Nobel获奖者。
维度层次可以采用多种方式预先定义。以“region”维度为例，用户可以定义“Region”维度下的第一层主题标签是”Asia”、“Europe”、“North America”、“Latin America”、“Pacific”、“Africa”等。用户可以进一步定义主题标签“Asia”下的主题标签有“China”、“Japan”、“Korea”...“Vietnam”等主题标签。然后，在“China”主题标签下定义中国的Nobel获奖者“zhengning Yang”和“Zhengdao Lee”作为资源项。其它的主题标签以及资源项可以以类似方式定义。
此外，上述的定义可以采用通用代码语言来描述，例如“Region”维度下的层次化的主题标签可以表示为：
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<configFile name＝＂facet-config＂lastModified＝＂2007-10-19T15:52:03-00:00＂>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<facet name＝＂region＂displayname＝＂Region＂>
  
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<item name＝＂asia＂displayname＝＂Asia＂>
      <item name＝＂china＂displayname＝＂China＂/>
      <item name＝＂japan＂displayname＝＂Japan＂/>
…
</item>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<item name＝＂europe＂displayname＝＂Europe＂>
    <item name＝＂germany＂displayname＝＂Germany＂/>
    <item name＝＂france＂displayname＝＂France＂/>
…
</item>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<item name＝＂na＂displayname＝＂North America＂>
    <item name＝＂usa＂displayname＝＂USA＂/>
…
 …
</item>
以“Date”维度为例，用户可以定义“Date”维度下的主题标签是年份“1900-1910”、“1910-1920”、“1920-1930”、“2000-2007”等。上述定义的代码语言可以表示为：
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<facet name＝＂DATE＂displayname＝＂DATE＂>
   <item name＝＂1900～1910＂displayname＝＂1900～1910＂/>
   <item name＝＂1910～1920＂displayname＝＂1910～1920＂/>
…
</facet>
用户还可以定义同一个维度之下的主题标签之间的相互关系，以及主题标签的权重等信息。
具体而言，每个维度下，每个主题标签都可以被视为一个节点，同一层上的各个主题标签之间的相互关系被定义。在本实施例1中，“Asia”这一主题标签下一层有11个主题标签，分别是国家“China”、“Korea”、“Japan”、“Bangladesh”...“Vietnam”，可以把各个国家之间的距离作为其相应的主题标签之间的相互关系。
例如，可以采用如下标准代码语言来表示“China”(主题标签1)和其它10个国家(主题标签2到主题标签11)之间的关系，关系用数值“Relation”来表示，可以用两个国家之间的距离来计算数值“Relation”，例如China(主题标签1)和Korea(主题标签2)之间的距离被量化为956，China(主题标签1)和Japan(主题标签3)之间的距离被量化为2098等等。
<!-- edges -->
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<edge source＝＂1＂target＝＂2＂>
  <data key＝＂Relation＂>956.0</data>
</edge>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<edge source＝＂1＂target＝＂3＂>
  <data key＝＂Relation＂>2098.0</data>
</edge>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<edge source＝＂1＂target＝＂4＂>
   <data key＝＂Relation＂>3023.0</data>
</edge>
…
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<edge source＝＂1＂target＝＂11＂>
  <data key＝＂Relation＂>3381.0</data>
</edge>
…
采用上述方式，可以定义多个主题标签之间任意两个之间的关系。
此外，上述定义的每个国家之间相互关系可以用2D图来表示。例如，采用现有技术的弹簧算法(Eades，P.(1984).A heuristic for graphdrawing.Congressus Numerantium，May，149-160.)，“Aisa”维度下的11个国家中任意两个国家之间的相互关系根据“距离”被表示为2D图，如图4所示。
此外，还可定义各个主题标签的权重“Importance”。在本实施例中，Importance是通过计算每个主题标签下的Nobel获奖者人数而确定的。例如，“china”下有2个获奖者，其相应的“Importance”数值为2，“Korea”有1个获奖者，其相应的“Importance”数值为1；“Japan”有12个获奖者，其相应的“Importance”数值为12。用代码语言可以表示为：
-<！-- nodes -->
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<node id＝＂1＂>
 <data key＝＂name＂>China</data>
 <data key＝＂impoartance＂>2</data>
 </node>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<node id＝＂2＂>
 <data key＝＂name＂>Korea</data>
 <data key＝＂importance＂>1</data>
 </node>
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<node id＝＂3＂>
 <data key＝＂name＂>Japan</data>
 <data key＝＂importance＂>12</data>
 </node>
…
Figure A200710167211D0015130615QIETU
<node id＝＂11＂>
 <data key＝＂name＂>Vietnam</data>
 <data key＝＂importance＂>1</data>
 </node>
以上所述的维度层次、主题标签之间关系、主题标签的权重都可以作为元信息被用户事先定义，并存储在元信息数据库3023中。
在接收用户输入单元3011输入的搜索关键字后，处理切换器3012将其传送到多维度搜索引擎3021。多维度搜索引擎3021基于关键字对资源库3022进行搜索，并获取搜索结果。搜索结果包括：与该关键字相关的主题标签层次及其相互关系、匹配资源项等。如果多维度数据集被实现为树结构，则搜索结果可以是一个子树。
本发明与现有技术的一个根本区别在于，上述搜索结果不是以文本列表直接显示给用户(如图1所示的方案)，而是进一步被输入到3D显示分配安排器3024，3D显示分配安排器3024根据预先定义的元数据信息库3023，把搜索结果分布到一个3D空间中。
可以采用多种方式来实施3D显示分配安排器3024以把搜索结果分布到3D空间中。
作为示例，本发明提出如下一种3D空间分布过程。
参见图5，从用户视点向右看去，有相互平行的一个真实的显示屏幕P’和一个虚拟的视场屏幕P，以及位于两个屏幕之间的梯形3D空间。基于元数据信息库3023中定义的主题标签之间的相互关系，可以采用各种已有算法(例如上述Eades，P.提出的弹簧算法)生成一个反映了主题标签之间相互关系的2D图，然后把2D图映射到2D视场屏幕P上，从而主题标签被定位在2D视场屏幕上，例如一个主题标签被定位在点A。然后基于各个主题标签的权重，为其分配距离用户视点的一个距离值，从而A被进一步定位到梯形空间中的点A’。如果不同的主题标签具有不同的权重，则距离用户视点的距离值也不同。例如，权重越大，距离用户视点越近，从而提供给用户更直观、更舒服的用户体验。
在上述3D分布过程中，首先是基于主题标签之间的关系参数(可以表示为二维矩阵A)生成了一个2D视图(X-Y)，然后再基于主题标签的权重参数(可以表示为一维向量V)分配第三维的坐标(Z)从而得到了3D视图。
但是，如本领域技术人员所能理解的，还可以以多种其它方式实现该过程。例如，可以基于主题标签之间的关系参数(二维矩阵A)直接产生3D可视视图(参见：A spring modeling algorithm to positionnodes of an undirected graph in three dimensions.Kumar，A.andFowler，R.(1994).Technical report，Department of Computer Science，University of Texas.)，然后基于主题标签的权重参数(一维向量V)仅设置3D空间中的主题标签的大小、颜色、亮度、或阴影等视觉效果。还例如，可以从主题标签之间的关系参数(二维矩阵A)和主题标签的(一维向量V)直接计算出3D空间中的坐标(X，Y，Z)。总而言之，可以利用各种方法把二维的关系参数和一维的权重参数(A，V)分步骤地、或同时地映射到(X，Y，Z)，即f(A，V)→(X，Y，Z)可以采用各种已知算法f。本领域的技术人员可以权衡各种计算的复杂程度、设备的硬件/软件成本与用户体验而确定一种3D分布方案。
最简单的，用户甚至可以基于预先定义的主题标签之间相互关系、各个主题标签的权重，手工地为每个主题标签设置一个三维坐标中，从而直接将其映射到一个3D空间中。
应当理解，本发明的实现并不旨在保护某种具体算法，其实施也不依赖于上述某个具体算法。本发明旨在把具有层次的维度以及主题标签分布到3D空间中，从而用户可以直观地看出更复杂的信息。通过在3D空间中显示根据元数据信息布局的主题标签，可以比现有技术(如图1所示的列表)反映更复杂的信息，比如主题标签之间的相互关系，主题标签的权重等等。以下结合图进行说明。
图6显示了实施在实施例1中的多维度浏览装置的主界面，中心(例示为圆形)的“Result”按钮能够把主界面引导到搜索结果页面，如同搜索引擎页面的“搜索”按钮。周围的区域表示所定义的不同维度：“Region(地区)”、“Gender(性别)”、“Award(奖项)”、“Date(日期)”。以下描述中把该主界面称为维度菜单。
一旦用户点击“Region”维度，则该操作被图3A所示的用户输入单元3011传送给处理切换器3012，基于该用户操作的类型(需要载入新的数据)，处理切换器3012把该操作传送到图3A所示的多维度搜索引擎3021。多维度搜索引擎3021基于关键字“Region(地区)”来搜索资源库3022，然后把搜索结果传送给3D显示分配安排器3024。搜索结果包括“Region”维度之下的主题标签，例如“Asia”、“Europe”、“North America”、“Latin America”、“Pacific”、“Africa”等。然后，3D显示分配安排器3024根据元信息数据库3023中定义的主题标签之间的关系和各个主题标签的权重，按照上述的3D分布过程，把搜索结果分布到3D空间中，并把3D空间提供给显示单元3030。显示单元3030显示该3D空间，如图7。
图7在3D空间中显示了位于“Region”维度下一层的主题标签“Asia”、“Europe”、“North America”、“Latin America”、“Pacific”、“Africa”等。这些标签之后的括号内的数字表示每个洲的获奖者人数。
用户进一步点击“Asia(31)”，则该操作仍然被图3A所示的用户输入单元3011传送给处理切换器3012，基于该用户操作的类型(需要载入新的数据)，处理切换器3012把该操作传送到图3A所示的多维度搜索引擎3021。搜索引擎3021基于关键字“Asia”进一步搜索资源库3022，然后得到搜索结果是“Asia”下一层的主题标签“China”、“Korea”、“Japan”、“Bangladesh”...“Vietnam”。然后，把搜索结果传送给3D显示分配安排器3024。3D显示分配安排器3024根据元信息数据库3023中定义的上述主题标签之间的关系和各个主题标签的权重，把搜索结果分布到3D空间中，并把该3D空间提供给显示单元3030。显示单元3030显示该3D空间，如图8所示，进一步在3D空间中显示了Asia下的各个国家作为主题标签。
上述图7-8所呈现的界面中，比现有技术(图1)相比，能够显示了如下的复杂信息：
-主题标签之间的关系：这里用两个国家(或两个洲)之间的距离来表示所述关系。例如，图8中“Japan”、“China”、“Korea”彼此相邻显示，因为它们地理上相邻。
-主题标签的权重。这个属性可以由用户自己定义。在本实施例中，权重是根据获奖人数的多少确定。如果一个主题标签的获奖人数大于其它主题标签的获奖人数，则它被分配为更接近用户视点。因此，在2D的真实屏幕中，该主题标签显示的更大。
这里特别指出，主题标签之间的关系和主题标签的权重可以被灵活地定义。主题标签之间的关系可以是以其相同属性为基准衡量的主题标签之间的相关性。主题标签的权重可以是以其相同属性为基准衡量的主题标签的重要度。上述的主题标签之间的关系和主题标签的权重可以根据具体应用需要事先定义在元数据信息库中。
此外，根据本发明的另一方面，在大量主题标签同时分布在3D空间中的情况下，有些标签可能不能够被清楚地显示(例如距离用户太远，或者被显示的太小)。这时，用户可以使用“拉近(zoom in)”操作来从更近的视点观看。用户的“拉近(zoom in)”操作会通过图3A所示的用户输入单元3011传输到处理切换器3012。基于该操作的类型，处理切换器3012把该操作传送到3D布局协调器3025(因为该操作仅仅修改所示3D空间的视图，而不需要载入新内容)。3D布局协调器3025根据用户操作调整3D空间的显示。例如，拉近(zoom in)操作调整后的3D视图如图9所示。
如本领域技术人员所熟知的，可以采用各种3D可视化技术方法对已有的3D空间视图中进行调整，以适应于用户在该虚拟3D空间中的移动。例如，可以根据用户输入而移动用户视点，从而基于新的用户视点显示一个新的梯形3D空间。或者，用户视点保持不动，而是基于用户输入调整图5的梯形3D空间的位置和角度，并显示调整后的3D空间。
在拉近屏幕之后，用户点击图9的中的主题标签“China(2)”，以便指示扩展主题标签“China(2)”。该用户输入操作会通过图3A所示的用户输入单元3011传输到处理切换器3012。基于该操作的类型，处理切换器3012把用户输入操作传送到图3A所示的多维度搜索引擎3021。搜索引擎3021基于关键字“China”进一步搜索资源库3022，然后得到搜索结果是“China”主题标签下的资源项-China(中国)的2个获奖者。然后，把搜索结果传送给3D显示分配安排器3024。3D显示分配安排器3024可以直接把资源项分布在屏幕上(在本实施例中，资源项之间没有定义元数据信息。另一方面，如果资源项也具有元数据信息，则资源项本身也可以等同于主题标签)，并输出给显示单元3030。从而，显示单元3030显示资源项，扩展操作后的视图如图10，其中显示了该主题标签“China”下的2个获奖者。
用户还可以点击图10的任一资源项，以查看资源项的具体内容，如图11显示获奖者的介绍。
此外，本发明的多维度浏览装置还可以结合mp3或其它多媒体文件来实施，从而该操作可以触发媒体播放器来播放所选的mp3或多媒体文件。
另一方面，用户希望查看主维度菜单时，点击某一预定按钮。该用户输入操作会通过图3A所示的用户输入单元3011传输到处理切换器3012。基于该操作的类型，处理切换器3012把该操作传送到3D布局协调器3025(因为该操作仅仅叠加显示菜单视图，而不需要载入新内容)。3D布局协调器3025把主维度菜单叠加在现有的3D视图上，并输出给显示单元3030。显示单元3030显示维度操作菜单被叠加在图11的视图上，如图12。根据本发明，用户每次选择操作被作为选择历史而记录下来，因此维度菜单上还可以显示先前操作的选择历史：“Region”->“Asia”->“China”。
根据本发明，如图12的菜单界面还允许用户选择后退，并且用户可以在菜单的帮助下改变选择历史。例如，如果用户点击图12所示维度菜单的“Asia(31)”以擦除对主题标签“China”的选择，该用户输入操作会通过用户输入单元3011传输到处理切换器3012。处理切换器3012把该操作传送到3D布局协调器3025，3D布局协调器3025调用先前已有的3D视图上(如图8)，并且叠加显示操作菜单，从而可出现图13的界面。
此外，如果用户点击图13中的“Gender”维度以指示对其它维度的选择，该用户输入操作会通过图3A所示的用户输入单元3011传输到处理切换器3012。基于该操作的类型，处理切换器3012把该操作传送到搜索引擎多维度3021。多维度搜索引擎3021在当前已有的搜索结果中基于“Gender”进一步进行搜索，并把搜索结果输出给3D显示安排器3024，3D显示安排器3024将新的搜索结果分布到3D空间中，如图14所示。对于用户而言，图14显示的是基于“Region->Asia”和“Gender”这两个维度的组合而进行的搜索，图14中主题标签之后的括号内的数字分别表示“Asia”的“male”男性获奖者人数和“female”女性获奖者人数。
进一步选择图14的维度“Gender”下的“Female”主题标签，则扩展了该主题标签。扩展后的资源项被显示在图15，包括亚洲的3位女性Nobel获奖者。此外，在图15上还叠加显示了主维度菜单(可通过预定按钮来触发)，主维度菜单包括选择历史“Region->Asia”和“Gender->Female”。因此，图15同时显示了用户所搜索的资源、及其搜索历史“Region->Asia”和“Gender->Female”。
应当理解，上述实施例1仅仅是示例性的，尤其是元数据信息库中定义的各种元信息(包括维度层次、主题标签之间的关系、以及主题标签的权重)都是基于Nobel获奖者这一数据集应用而由用户预先定义的。
实际上，针对任何不同的多维度的层次化数据集应用，用户都可以定义相应的元数据信息库，以把多维度层次化数据集用3D空间视图表示出来。以下进一步给出本发明的实施例2。
实施例2
给出了本发明的3D多维度浏览装置实施在歌曲库上的实施例2。与实施例1相同的部分不再赘述。歌曲的实施例可以定义如下4个维度：
-Region：地区
-Genres：题材
-Singer：歌手
-Date：日期。
根据用户需要，元数据信息库还可以预先定义以下内容：
-(1)各个维度下的层次化的主题标签
-(2)主题标签之间的关系
例如，该实施例2中，“region”维度下的主题标签是“洲”，用“洲”之间的距离来表示该类主题标签之间的内部关系。例如，“NorthAmerica”、“South America”、“Europe”等主题标签之间的距离对应于地理上相邻关系。各个“洲”之下还有主题标签，对应于各个国家。
“Genres”维度下的主题标签是各种风格的音乐，例如图19所示的“Jazz”、“Country Music”、“Electronic”、“Rap”等题材。图19所示的各个题材之间的接近程度被表示为主题标签之间的距离，即被定义为各个主题标签之间的关系。
-(3)各个主题标签的权重。
本实施例2中是基于用户感兴趣程度(例如，以点播频率计算)来计算每个主题标签的“权重”。但是，还可以用每个主题标签下的歌曲数量来计算“权重”。或者，还可以基于歌曲的更新时间先后顺序来定义“权重”。
实施例2的主菜单形式可以与实施例1中的主维度菜单形式基本相同。以下描述了用户如何基于本发明的多维度浏览装置浏览歌曲库。
首先，用户选择“Region(地区)”维度，该用户输入操作会通过图3A所示的用户输入单元3011传输到处理切换器3012。处理切换器3012把用户输入操作传送到图3A所示的多维度搜索引擎3021。搜索引擎3021基于关键字“Region”进一步搜索资源库3022，然后得到搜索结果是“Region”主题标签下一层的主题标签“North America”、“South America”、“Europe”等。然后，多维度搜索引擎3021把搜索结果传送给3D显示分配安排器3024。3D显示分配安排器3024跟据元数据信息库3023中定义的元信息，把基于“Region”的搜索结果分布在3D空间中，并把3D空间提供给显示单元3030。显示单元3030显示该3D空间，如图16。图16中多个主题标签“North America”、“SouthAmerica”、“Europe”等(作为“Region”维度下的子主题标签)被显示。主题标签“North America”、“South America”、“Europe”等之间的距离对应于地理上相邻关系。此外，“North America”、“South America”、“Europe”等主题标签根据其权重而距离用户视点不同距离。
在图16所示的3D空间中，与实施例1相同，用户可以通过鼠标或键盘操作前后左右移动，以便在更全局、或更局部地查看视图。
与实施例1相同，用户还可以点击一个主题标签来扩展其子节点。假设用户点击了图16中的“Europe”这一主题标签，基于“Europe”的搜索结果生成了新的3D视图，从而得到了“Europe”的扩展视图，如图17，显示了“Europe”的各个国家“France”、“Greece”、“Spain”等等。
与实施例1相同，用户还可以通过按下预设的按钮来触发维度操作菜单。在图18所示的视图中，在图17的视图上叠加显示了维度操作菜单，其中还显示了先前选择操作历史“Region”->“Europe”。
用户可以点击操作菜单上的其它维度以进行切换。例如，用户点击图18的菜单中的“Genres”，则在现有的搜索结果(前述基于“Region”->“Europe”的搜索结果)中基于“Genres”进一步搜索，并把该搜索结果分布在3D空间中，如图19所示，“Jazz”、“CountryMusic”、“Electronic”、“Rap”等题材的音乐被分布在3D空间中。
应当注意，本发明并不旨在保护该维度菜单本身的可视化显示。操作菜单可以以各种已知方式显示，例如显示为表格、列表等。
尽管本发明上述的实施例1和2是分别基于Nobel获奖者和歌曲的数据集，但是这仅仅是示例性的，基于上述公开的原理，本领域技术人员可以想到本发明还可以应用到任何具有多维度层次化结构的数据处理，包括对多维度数据的显示、浏览、分类、遍历等等，并且都能够在3D空间中直观地显示更复杂的信息，包括各个维度之下的多个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
应该认识到，本发明提出的方法中的一些或者全部涉及电子和/或软件应用，应用可以是动态的、灵活的过程，从而，它们可以以与本文所述的那些不同的其它顺序执行。本领域的技术人员也会认识到，使用诸如机器语言、程序的、面向对象的和/或人工智能技术之类的各种编程方法，可以实施体现为软件的元件。通过如数字信号处理器电路、软件控制微处理器或者专用集成电路之间的功能等效电路也可以实施本文所述的处理、分析和/或其它功能。实施为软件的单元不局限于任何特定的编程语言。相反，本文的描述提供本领域技术人员可以用来制造电路或者产生计算机软件和/或者结合硬件技术以执行系统处理的信息。应该认识到，本系统和方法的功能和/或行为的一些或者全部可以实施为如上所定义的逻辑。
此外，本文所述的装置和方法可以存储在(例如)计算机可读介质上。介质可以包括，但不限于，ASIC、CD、DVD、RAM、ROM、PROM、盘、载波、存储器棒等。
尽管是参考典型的具体实施方式对本发明进行的描述，但应该理解本发明并不限于所披露的典型具体实施方式。下述权利要求的范围符合最宽泛的解释，以至于包括所有修改、等价结构和功能。

Claims (19)

1.一种应用于具有层次化主题标签的多维度数据集的显示方法，包括：
基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集的任一子集中的主题标签分布到3D空间中；以及
显示包括被分布的主题标签的所述3D空间的视图；
其中所述元数据信息至少包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
2.根据权利要求1所述的显示方法，其中主题标签之间的关系是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签之间的相关性。
3.根据权利要求1所述的显示方法，其中主题标签的权重是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签的重要度。
4.根据权利要求1所述的显示方法，其中把所述主题标签分布到3D空间中的步骤还包括：对应于各个主题标签之间的关系，在所述3D空间中确定所述主题标签之间的距离。
5.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，其中把所述主题标签分布到3D空间中的步骤还包括：对应于各个主题标签的权重，在所述3D空间中确定所述主题标签距离用户视点的距离。
6.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，其中把所述主题标签分布到3D空间中的步骤还包括：根据所述元数据信息，确定被分布在所述3D空间中的主题标签的大小、颜色、亮度、阴影等至少之一。
7.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，还包括：根据用户输入来搜索存储所述多维度数据集，并把搜索得到的数据作为所述子集。
8.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，显示所述3D空间视图的所述步骤还包括：与主题标签一起显示与该主题标签相关的元数据信息。
9.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，显示所述3D空间视图的所述步骤还包括：响应于用户输入的前、后、左、右移动操作而调整所显示的3D空间视图。
10.根据权利要求1-4任一项所述的显示方法，显示所述3D空间的视图的步骤还包括：响应于用户输入，在所述3D空间视图上叠加显示一个视图，以显示用户的操作历史和/或操作菜单。
11.一种应用于具有层次化主题标签的多维度数据集的显示设备，包括：
3D显示安排单元，用于基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集中的任意子集中的主题标签分布到3D空间中；以及
显示单元，用于显示包括了被分布的所述主题标签的所述3D空间的视图；
其中所述元数据信息包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中主题标签之间的关系是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签之间的相关性。
13.根据权利要求11所述的显示设备，其中主题标签的权重是以其相同属性为基准衡量的所述主题标签的重要度。
14.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述3D显示安排单元根据主题标签之间的关系，确定被分布在所述3D空间中的所述主题标签之间的距离。
15.根据权利要求11-14任一项所述的显示设备，其中所述3D显示安排单元根据主题标签的权重，确定被分布在所述3D空间中的主题标签距离用户视点的距离。
16.根据权利要求11-14任一项所述的显示设备，其中所述3D显示安排单元还根据所述元数据信息，确定被分布在所述3D空间中的主题标签的大小、颜色、亮度、阴影等至少之一。
17.一种用于具有层次化主题标签的多维度数据集的浏览设备，包括：
用户输入单元，用于接收用户输入；
资源存储单元，存储所述具有层次化主题标签的多维度数据集；
搜索单元，基于通过所述用户输入单元输入来搜索所述资源存储单元，并输出所述多维度数据集的一子集作为搜索结果；
3D显示分布单元，接收所述搜索单元的输出，并基于所述多维度数据集的元数据信息，把所述多维度数据集中的所述子集中的主题标签分布到3D空间中；以及
显示单元，显示包括了被分布的所述主题标签的所述3D空间的视图；
其中所述元数据信息包括以下至少之一：所述多维度数据集中的主题标签的层次、同一层次的各个主题标签之间的关系、各个主题标签的权重。
18.根据权利要求17的所述浏览设备，还包括3D布局协调单元，其中所述3D布局协调单元响应于通过所述用户输入单元输入的前、后、左、右移动操作而调整所述3D空间视图，并把调整后的3D空间视图输出给所述显示单元。
19.根据权利要求17的所述浏览设备，还包括3D布局协调单元，其中所述3D布局协调单元响应于通过所述用户输入单元的输入，在所述3D空间视图上叠加显示一个视图，以显示用户的操作历史和/或操作菜单。
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