协同图形编辑系统中若干问题的研究

协同图形编辑系统中若干问题的研究

丁磊[1]1999年在《协同图形编辑系统中若干问题的研究》文中研究指明协同图形编辑系统由于能支持多人高度并行地协同编辑,有关它的研究逐渐成为CSCW领域中的一个热点。但在当前所实现的此类系统中,存在一系列有待解决的问题,比如:系统结构缺乏伸缩性和灵活性;系统中数据共享范围和共享模式过于单一;在系统的并发控制中包含有较多的冗余处理;缺少对冲突检测与协调的系统支持;缺少合适的应用开发工具等等。 本文结合国家“八六三”项目“支持并行工程和群体工作的企业协同技术”、“支持并行工程的计算机会议系统”和中国科学院课题“支持知识创新的新一代协同工作环境和平台”的工作实践,对上述问题进行了研究,所作的主要工作如下: 1.在研究和借鉴多种CSCW系统结构的基础上,根据协同图形编辑工作的特点和要求,提出了一种“树状分布式系统结构”。该结构具有很强的伸缩性和灵活性,对于不同的群体规模,都可较好地保证系统性能的相对稳定性和负载的均衡性,并能很好地适应群体成员和群体组织结构的动态变化。 2.在上述系统结构的基础上,通过引入数据共享范围的概念和相应的管理机制,实现了对私有和共享数据的有效区分和数据共享的局部化,并可建立多种数据共享模式以分别满足群体的不同要求。 3.在协同图形编辑系统中,维护共享数据的一致性既是对系统的基本要求,又是一个难点。作为对“整体一致性模型”的改进,本文提出了一个“局部一致性模型”,并给出了基于该模型的并发控制策略。该模型能起到与整体一致模型相同的效果,但由于放松了某些一致性判定条件,使并发控制策略得以进一步优化。对该策略进行的性能分析表明,它可显著减少通讯和并发处理量,能有效地缩短系统的响应时间。 4.针对协同图形编辑系统中可能发生的冲突,归纳出三种冲突

冯键[2]2000年在《人—人交互界面模型及其应用的研究》文中研究表明群体工作可分为个体工作和群体间或群体活动间相互关系的工作两个部分,CSCW系统支持群体利用计算机实现人-人交互,着重解决群体间或群体活动间相互关系的问题。我们组于1994年开始CSCW方面的研究工作,多个研发项目的实践使我们认识到CSCW系统界面和人.机交互界面之间在特点、功能和要求上均存在着明显差异。正如人-机交互是在人-机交互界面中具体体现一样,人-人交互主要通过CSCW系统界面体现。目前,对CSCW系统界面有多种提法,如多用户界面、群体界面等等。为了更好地反映CSCW的内涵,更便于和人-机交互界面对应,我们把CSCW系统界面称为人-人交互界面。在CSCW系统界面方面,已有人做了许多工作,提出了一些概念和模型,但这些对下面两个主要问题的回答还有欠缺:(1)人-人交互与人-机交互究竟有何不同?(2)人-机交互界面模型或其扩展能否有效指导CSCW系统界面的开发?这两个问题的深入研究,有利于更深刻地认识人-人交互界面的特殊性,有益于指导人-人交互界面的高质和高效开发。 因此,本文结合“八六三”和国家“九五”攻关等多个项目,重点开展了人-人交互界面模型的研究工作。在研究模型之前,我们首先进行了“协同编辑系统CoEditor”项目的研究,因CoEditor和一般编辑软件很容易对比,能较好地解释人-人交互与人-机交互之间的差异:“八六三”子项目“支持并行工程的计算机会议系统”的研究,更深化了我们对人-人交互界面的认识;这些项目的研发工作,为我们开展界面模型的研究奠定了基础。此外,作为界面模型的应用,本文还研究了人-人交互界面的开发工具。 本文的主要工作和成果如下: 1.综述了人-机交互界面模型、P.Antunes等提出的人.机交互界面扩展模型、C.Ellis等提出的群体界面概念模型、以及其它的相关工作,并结合模型论述了多用户界面和群体界面的概念。

吴娟[3]2008年在《地理要素的并发编辑研究》文中研究指明近年来随着计算机协同工作和电子政务的迅速发展,空间数据和空间信息技术已经在政府行政管理领域得到广泛应用。同时,行政管理方式正逐渐由个人工作时代迈入协同工作时代,原先的个人承担、分级管理的工作模式已经无法满足社会发展的需要,协同成为电子政务的发展方向。GIS作为电子政务的空间信息基础平台,必须具有协同工作能力,为协同电子政务的发展提供技术支持。协同GIS(CoGIS)支持多个用户在协同工作环境下,根据共同任务目分工合作、交互协商,共同完成涉及地理信息的任务。并发性、一致性和快速响应性是协同GIS的特点,需要对每个用户的操作进行同步,保证多用户的操作结果一致且不发生冲突。多用户并发状态下的协同编辑策略是协同GIS必须解决的问题。由于空间数据的复杂性及具体实现技术的局限,目前GIS软件并没有实现真正意义上的协同工作,特别是地理要素并发协同编辑问题没有得到解决。本文从电子政务和协同GIS的发展需求出发,针对目前GIS软件中不能实现多用户对地理要素协同编辑的现状,通过对地理要素并发编辑中诸多关键技术的研究,探讨多用户协同环境下对GIS数据协同编辑的处理策略,为多用户协同编辑同一地理要素提供可能。论文主要研究内容与结论如下:(1)研究支持协同编辑的GIS系统的体系结构,提出基于消息传递的实时协同方式,把用户的GIS操作封装成命令消息并在协同用户之间传递,达到能够进行实时协作的目的。(2)根据要素类型和空间操作类型对GIS操作进行分类,提出使用并发操作矩阵进行并发编辑的冲突检测的方法。提出基于命令消息的冲突检测方法,减少网络传输数据量,降低网络负载,提高效率,降低出错率。探讨冲突消解策略,解决存在的冲突。(3)研究并发编辑结果的合并和更新方法,提出根据操作消息存储库中的操作消息记录对空间数据进行修改,采用添加时间属性的要素类实现空间数据的增量更新。本文的研究突破现有GIS软件不能协同编辑同一要素的局限,为CoGIS架构的构建,特别是协同编辑功能的实现提供了基础,对促进GIS体系架构的发展、推动协同GIS的构建具有重要意义。

徐向华[4]2005年在《可适应的实时协同编辑系统若干问题研究》文中认为分布式实时协同编辑系统支持分布在各地的用户通过Internet同时浏览和编辑文本/图形/图像/多媒体文档。它应用在协同编著,远程教育,协同CAD,协同编程与调试,远程会议等场合,为人们提供了跨越时空界限的、便捷的协同和交流空间。近几年,随着固定网络与无线网络的融合,以及便携移动计算设备的普及,Internet正逐步发展成为人们随时随处可以访问和获取计算资源与信息资源的网络计算环境。从协同计算角度来看,Internet网络计算环境具有一些新的特点:人和计算设备的移动性,以及计算设备和网络连接方式的多样性,表现为协同工作过程中协同站点计算资源、网络资源和地理位置等动态变化。上述特点限制了已有实时协同技术在Internet环境下的运用,需要我们对适应新的Internet计算环境的实时协同系统关键技术进行研究。 本文结合“基于互联网的图案协同CAD/CAM关键技术研究”项目,对基于Internet的实时协同编辑系统中存在的三个方面问题进行了研究:图像协同编辑的并发控制和一致性维持,图案协同编辑中的冲突预防机制和实时协同系统的动态体系结构问题。 提出了图像一致性维持方法(dIOPT),通过图像操作转换方法实现协同图像编辑一致性维持。 提出了图像协同编辑的Any undo框架和算法;Any undo框架和算法实现了undo模式与undo实现机制的分离,支持多种undo模式,同一组用户可以选择不同undo模式。 提出了图形协同编辑的动态锁机制模型(OCDL)和算法;OCDL实现了加锁策略与锁机制的分离,用户可以自定义加锁策略;OCDL根据协同编辑活动和加锁策略自适应的调节加锁粒度:OCDL是一种可选锁机制,用户可以根据需要启用锁机制。 提出了图像协同编辑的隐含锁机制(IDLM)和算法,实现了图像协同编辑中的不规则区域加锁和锁区域的动态调节。 提出了基于消息的动态系统结构模型(MASCA);MASCA支持协同应用层和用户接口层的运行时动态分布以及二者之间的消息映射关系动态调节,实现了协同系统结构运行时动态迁移。 提出了由消息路由动态构成协同消息总线机制,为上层协同应用提供消息映射、消息传输和共享状态同步服务。

姜波[5]2007年在《普适环境下协同感知若干问题的研究》文中进行了进一步梳理计算机支持的协同编辑支持在地理位置上分散的用户通过网络同时浏览和编辑文本/图形/图像/多媒体文档,其研究成果可以广泛地应用于协同编著、协同产品设计、协同图案设计以及视频会议等多个领域。协同感知是协同编辑重要的支撑技术,良好的协同感知是提升协同能力和工作效率的关键。随着移动计算和嵌入式计算技术的飞速发展,普适计算使得构筑群体之间更为便捷、灵活、和谐的普适协同工作环境成为可能。然而,普适环境所具有的网络连接及传输的不稳定性、多种计算设备资源的不均衡性,使得普适环境中协同感知的研究面临众多新的挑战,相关研究具有重要的理论与现实意义。本文结合国家自然科学基金项目(60573176)“面向普适环境的协同编辑中若干基础问题的研究”和浙江省自然科学基金重点项目(Z603231)“基于互联网的图案协同CAD/CAM关键技术研究”的研究内容,基于认知心理学的相关理论,提出了融合人类认知特征的普适环境下协同感知研究思路,建立了相关的模型、方法和算法,同时通过CoDesign原型系统进行了实现和验证。本文的主要研究内容如下:首先,对协同感知相关的研究现状进行分析,提出了普适环境下协同感知的特点以及面临的问题与挑战,结合认知心理学中人类认知特征,提出了协同感知的若干研究问题。然后,针对普适环境下协同终端资源不均衡性和认知资源有限性,提出了非对称协同感知映射模型和机制,以及相关的共享工作空间逻辑一致性维持方法。针对人类选择性注意特点,依据认知心理学注意资源理论,提出了注意驱动的感知关注区预测及算法,使得在非对称映射中映射区域为协作者最可能关注的感知内容,减少了协同感知所需资源。接下来,针对普适环境下网络延时、丢包和抖动对远程动态操作过程带来的间歇性呈现问题,依据人类认知对感知信息的完整性要求,提出了基于AFEC算法缓解网络数据包丢失引起的操作控制点信息传输不准确问题。提出了远程控制点运动轨迹预测Scale-Changeable Machine-Learning算法,使得远程动态感知信息轨迹的显示平滑而自然。最后,针对普适环境下协同编辑意图感知困难及分布式认知中合适的表征形式有助于减少认知难度的特点,提出了基于图形、图像等多编辑实体对象的语义感知模型、语义维持方法、语义冲突检测与解决算法,提供了更高层次感知支撑技术。

纪培蒂[6]2006年在《实时协同编辑系统中冲突预防机制及后加入问题的研究》文中研究说明分布式实时协同编辑系统支持分布在各地的用户通过Internet同时浏览和编辑文本/图形/图像/多媒体文档。它应用在协同编著、远程教育、协同CAD、协同编程与调试、远程会议等场合,为人们提供了跨越时空界限的、便捷的协同和交流空间。因此,研究基于Internet的图案协同设计系统对提高人们在高速发展的Internet工作环境下的沟通效率和工作质量有着重要的意义。 结合“基于互联网的图案协同CAD/CAM关键技术研究”项目的研究内容,通过对图案协同设计系统CoDesign的分析,讨论了基于偏复制混合体系结构的系统框架模型。通过对目前在实时协同图形编辑中存在的冲突预防机制问题的研究,完善了图形协同编辑的动态加锁机制(OCDL)的策略和算法,OCDL实现了加锁策略与锁机制的分离,用户可以自定义加锁策略,OCDL根据协同编辑活动和加锁策略自适应的调节加锁粒度;通过分析现有的后加入方法,在动态锁机制的基础上,提出了在多种后加入情况下针对初始同步动态锁数据的后加入方法,解决了在增加了动态锁机制的协同系统中新出现的后加入问题,给出了网络传输中的差错控制方法,并给出了后加入算法;通过研究在全复制结构下图像协同编辑中存在的冲突预防问题,完善了图像协同编辑的投机加锁机制的方法和算法。最后,讨论了系统的设计与实现,对系统的体系结构、动态锁机制的主要数据结构、算法流程及实现界面、投机锁机制的实现界面等进行了详尽地描述。

黄羚[7]2007年在《基于功能图形对象的桥梁建模技术研究与实现》文中指出借助计算机进行桥梁设计是现代桥梁设计的有效方法和趋势,其发展的关键在于桥梁设计建模技术的创新,能够反映桥梁设计本质特征的桥梁建模技术,是桥梁计算机辅助设计研究与发展的理论基础,既具有理论价值又具有实用价值。本文建立了一种能够反映桥梁设计特征的图形驱动式桥梁设计建模方法和实现环境,该方法通过创建和操作功能图形对象实现桥梁动态设计过程,有利于高性能、个性化、集成化的桥梁设计软件的开发。本文系统地研究了实现该模式所涉及的面向功能图形对象的建模理论与方法,工程数据模型,及相关的图形系统和工程数据库管理系统,结合具体桥梁问题建立了合适的反映桥梁设计本质特征的桥梁设计通用模型,最后通过实例验证了图形驱动式桥梁建模方法的有效性和适用性。论文的主要内容包括:1、通过特征线、特征线数组及特征线数组集等抽象数据类型描述功能图形对象数据模型。介绍了这些抽象数据的数据结构及所能施加的操作方法,以及如何用这些抽象数据去描述现实工程数据中的几何拓扑信息及相关的可变长非结构化工程信息的方法。该抽象数据类型避开了复杂工程对象的层次化结构的工程数据的复杂性,是工程数据描述的一种新的功能图形数据模型。2、研究了功能图形对象的属性行为特征,包括功能图形对象的数据结构、多态显示、独立性、创建和操作方法等。功能图形对象既可以当作一个独立存在的应用程序,同时也可以当做一个应用程序中一个环节,是对图形对象描述的一种有效方式。3、提出了基于功能图形对象建模技术,它是一种区别于面向对象技术的建模方法学:以功能图形对象为基本建模对象,将工程设计的各个环节抽象为基于功能图形对象的对象模型,功能图形对象间彼此独立又协同合作;通过各功能图形对象间的信息与专业功能的协同,可建立起具有超图结构特征的图形驱动的交互式工程设计模型。4、建立了面向功能图形对象的实现环境,包括图形系统和相关数据库管理系统。介绍了该面向功能图形对象图形系统的开发策略、系统结构及系统对象模型特征,以及功能图形对象创建和操作、管理的原理;说明了图形系统所具备的面向对象的工程数据库管理功能,图形系统本身融合了面向对象的工程数据库管理系统的功能,表现出广泛的应用价值。5、采用功能图形对象技术建立起了具有协同合作关系的桥梁设计统一模型。针对桥梁设计的具体特征,介绍了桥梁设计全过程统一设计模型构建的可能性及其基本特征;针对桥梁结构受力分析计算问题,建立了基于功能图形对象的桥梁结构分析计算的对象模型,基于该对象实现了图形驱动式桥梁结构分析实现方法,并能提供个性化和高性能桥梁结构分析方法;提出了基于功能图形对象的桥梁详细设计方法及建模方法,其中各种设计对象、设计关系、设计模式、设计经验及规范信息来自对典型设计范例中设计详图的抽象,还介绍了功能图形对象技术所能提供的多样化的桥梁详细设计方法,如参数化、局部自动、局部自动修改与设计、变形设计、子问题规划分解方法等;6、建立了变截面悬臂施工连续梁桥设计计算与施工详图设计一体化对象模型。作为建模理论的应用实例,选择了变截面悬臂施工连续梁上部梁体结构的设计计算和详细设计作为建模对象,建立了能够反映该梁体结构特征、易于理解的对象模型,其建模元素包括功能图形对象、对象群及对象群组等;介绍了通过增加该对象模型的一些功能图形对象、对群或群组,或者提供更加丰富的专业功能的多态显示功能,可以得到其它类似悬臂施工结构的一体计算和设计的对象模型;变截面连续梁设计计算与详图设计可以通过操纵功能图形对象快速推演得到,验证了该模型的有效性、可行性和高效率。

黎勇[8]2005年在《实时协同图案设计优化数据传输若干问题研究》文中研究指明现代网络技术的飞速发展为CSCW系统的广泛应用提供了技术基础,实时协同应用正逐步成为与网络应用相关的研究热点之一。实时协同设计系统包括很多方面的关键问题,其中在异质网络环境下实现高效的数据传输是实时协同应用的一个重要研究内容。本文主要研究内容包括:(1) 分析不同网络协同框架与性能,建立基于P2P架构的实时协同模型;(2) 建立多协议数据传输模型完成实时协同环境下多元化数据传输;(3) 建立自适应感知模型优化多用户之间的协同设计过程,减少冲突,提高协同效率。本文的研究目标是优化异质网络环境中实时协同数据传输过程,建立高效协同感知模型,改善协同效果并提高协同效率。 本文首先综述CSCW系统的发展历史以及主要应用分类,介绍针对不同CSCW应用方向的研究现状以及实时协同CSCW系统中各种关键技术。重点介绍实时协同设计系统中的数据传输与协同感知研究的现有成果,并分析其性能表现以及日前仍然存在的不足。 整体系统结构是协同系统设计中一个重要的问题,系统结构的选择决定了系统功能的划分以及功能部件在多个协同端之间的部署方式。本文分析异质网络环境对协同应用可能的影响,提出了一种基于P2P网络架构的实时协同编辑系统的应用框架。这种网络结构不再利用中央服务器做为协同设计的中介平台,所有的交互直接在协同者之间进行。基于集中式结构的协同过程及协同规模受限于中央服务器的可用性,并存在性能瓶颈等问题,不适合于在异质网络环境下的协同应用。P2P网络结构突破了中央服务器的局限,增强系统的容错能力;同时通过协同用户之间的资源共享策略达到更好的整体协同性能。 数据传输协议的选择对于数据传输结果的性能指标起着重要的影响作用。第四章首先分析了一些关键网络性能指标对于实时协同系统的性能影响以及特定需求。提出了采用多种传输协议分类传输协同数据的方法,建立动态自适应传输模型,并在某些感知数据的传输中采用AFEC协议结合鼠标位置预测算法提高数据的传输质量。该传输模型的目标是依据传输数据的不同特点分配相应的传输机制,在传输资源消耗和数据传输要求之间建立紧密联系。 协同感知是实时协同系统中提高协同效率以及系统可用性的关键技术。本文提出了基于网络带宽资源预测的自适应感知调整策略。该模型的主要思想是:通过在数据接收方预测网络带宽并及时将网络状况信息返回给数据发送方。数据发送端根据网络状况调整数据编码策略,发送不同粒度的感知信息。这种方法一方面很好地实现了基于网络实时性能状况的感知信息的实时调整,另一方面也为协同参与者提供了灵活的控制手段,保护个人隐私。

朱建庭[9]2007年在《协同编辑系统中语义保持的研究与实现》文中进行了进一步梳理计算机支持协同编辑系统是CSCW领域的一个重要研究方向,它允许多个用户通过计算机和通信网络对同一个共享文档同时进行编辑设计。与单用户编辑系统相比,协同编辑系统能够提高工作效率、节约时间、降低成本。目前对协同编辑系统的研究主要集中在语法层面上的一致性维护问题上,包括结果一致、因果一致和操作意图一致等,而对于语义层面上的一致性维护问题,即语义保持问题,则少有研究。但是,语义保持对于协同编辑系统来说有着极其重要的意义,因为用户的每一个操作都包含其特定的用户语义,对这些用户语义的任何误解都有可能会造成冲突问题的产生,从而降低协同工作的效率。而且,语义保持还无法仅仅通过已有的文档一致性维护算法来实现,因此,我们有必要对协同编辑系统中的语义保持问题进行研究。本文在国内外最新研究成果的基础上,对协同编辑系统中语义保持问题进行了深入的研究,具体内容包括:1、根据不同的标准对协同编辑系统中的各种语义进行分类、分析,并提出了新的语义分类方法,即按照语义所表达的信息内容不同,将语义分为描述性语义、数值约束语义、关系约束语义和个性化语义四种;2、对现有的几种语义保持模型的优缺点进行了比较,提出了一个新的基于语义知识库的语义保持模型。在该模型中,通过语义规则表达式来形式化地描述用户语义规则,并通过语义描述语言SDL将所有用户语义以文本方式存放在语义知识库文件中,以便下次编辑同一个文档时能够重新加载先前定义的所有用户语义;3、提出了语义知识库的三种不同维护方式,包括集中式维护、分布式维护和复制式维护,并简单介绍了各种维护方式下语义知识库的维护机制及其优缺点;4、在以复制式维护方式维护语义知识库的基础上,提出了语义冲突检测的四个时机,即在发起一个本地普通操作之后、在准备执行一个远程普通操作之时、在发起一个本地语义操作之后、在准备执行一个远程语义操作之时进行语义冲突检测,并以此为基础改进了原有的语义冲突解决算法。最后,本文在课题组的CoDesign原型系统基础上,对本文提出的几个关键技术进行了验证,设计并实现了一个基于复制式语义知识库的语义保持子系统。

王学义[10]2003年在《计算机协同编辑系统中若干关键技术的研究》文中研究说明计算机协同编辑系统是计算机支持协同工作(CSCW)系统中的一种。它允许多个用户通过网络同时对同一文档进行编辑。与单用户编辑系统相比,协同编辑系统能降低开发时间、减少开发成本和提高开发效率。计算机协同编辑系统可分为文本和图案(包括图形和图像)两种。目前国际上对于文本协同编辑系统的研究已比较成熟,对图形协同编辑系统的研究正处于热点中,而对图像协同编辑系统的研究尚未展开。本文在国际最新研究成果的基础上,对图案协同编辑系统进行了多项深入研究。具体内容有:1、 一个新的基于多版本的图形协同编辑系统一致性维护算法。对现有的一致性维护算法进行了改进,提高系统的运行效率;2、 图形协同编辑系统的语义保持模型。现有的对图形协同编辑系统的研究基本局限于研究文档的一致性维护问题,即语法保持问题。本文提出了语义保持的概念以及一个语义保持模型,以提高协同工作的效率;3、 图像协同编辑系统中的一致性维护和Undo。图像协同编辑系统的研究在上世纪90年代中期已经基本停止,本文提出了图像协同编辑系统中进行一致性维护和Undo的算法,在增加少量时间开销的基础上极大地减少了空间开销,首次实现了一个真正基于复制结构的图像协同编辑系统,论文在ACM CSCW 2002会议上发表。这是我国首次在CSCW领域的主要会议上发表论文。通过对计算机协同编辑中多个关键技术的研究,以及建立了新一代基于Internet的图案协同编辑原型系统,为今后实现真正的图案协同编辑系统打下了基础。

参考文献:

[1]. 协同图形编辑系统中若干问题的研究[D]. 丁磊. 中国科学院研究生院(计算技术研究所). 1999

[2]. 人—人交互界面模型及其应用的研究[D]. 冯键. 中国科学院研究生院(计算技术研究所). 2000

[3]. 地理要素的并发编辑研究[D]. 吴娟. 南京师范大学. 2008

[4]. 可适应的实时协同编辑系统若干问题研究[D]. 徐向华. 浙江大学. 2005

[5]. 普适环境下协同感知若干问题的研究[D]. 姜波. 浙江大学. 2007

[6]. 实时协同编辑系统中冲突预防机制及后加入问题的研究[D]. 纪培蒂. 浙江大学. 2006

[7]. 基于功能图形对象的桥梁建模技术研究与实现[D]. 黄羚. 中南大学. 2007

[8]. 实时协同图案设计优化数据传输若干问题研究[D]. 黎勇. 浙江大学. 2005

[9]. 协同编辑系统中语义保持的研究与实现[D]. 朱建庭. 浙江大学. 2007

[10]. 计算机协同编辑系统中若干关键技术的研究[D]. 王学义. 浙江大学. 2003

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协同图形编辑系统中若干问题的研究
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