利用索引树或数值树或编码树快速绘制曲线的方法技术

本发明专利技术是一种针对设备或软件系统的曲线绘制方法，具体地讲就是在设备或软件系统读入外部长时间实时采集的信号数据的过程中，或在读入大容量静态数据的过程中，同步建立数据的索引树或数值树或编码树，并利用它们在显示终端上独立实现动态或静态快速绘制数据曲线的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种针对设备或软件系统的曲线绘制方法，具体地讲就是在设备 或软件系统读入外部长时间实时采集的信号数据的过程中，或在读入大容量静 态数据的过程中，同步建立数据的索引树或数值树或编码树，并利用它们在显 示终端上独立实现动态或静态快速绘制数据曲线的方法。技术背景在这里定义编辑曲线是指用鼠标、键盘等操作工具对显示终端上的曲线 进行诸如放大、縮小、平移、捕捉等操作。在这里定义计算机效率低是指诸 如曲线绘制延迟、实时绘制曲线达不到同步显示、编辑曲线将会非常慢、屏幕 绘制曲线会闪烁、计算机甚至会卡死等情形。在这里将设备或软件系统读入外 部长吋间实时采集信号数据的过程，简称为采集数据或采集外部数据，这种过 程中可以对数据进行一定的处理。这里所说的曲线绘制也可以采用点、矩形等 其它形式出现。目前，计算机绘制曲线的方法主要有这几种方法第一种在显示终端上，每次不管是全部还是部分地显示曲线，计算机对 所有绘图数据都从头到尾循环执行一次屏幕画线命令。这种方法的优点是程序 执行语句控制流程简单明了，没有增加额外的辅助数据，因而占用较小的内存。 假设n是全体绘图数据总数。缺点是每次计算机C PU需要在内存执行一个n 次的循环计算，同时在屏幕上执行n次画线命令，花费较多的时间。这种方法一般用在绘图数据量较小的场合。当绘图数据量很大时，计算机效率将会很低。 第二种.采用双缓冲技术绘制曲线图。双缓冲即在内存中创建一个与屏幕 绘图区域一致的对象，先将图形绘制到内存中的这个对象上，再一次性将这个对象上的图形拷贝到屏幕上。假设n是全体绘图数据总数。这种方法的优点是 每次计算机C PU在内存执行一个n次的循环画线，但只需在屏幕上执行一次 图形拷贝， 一次图形拷贝的时间很短，不会随绘图数据的增加而变化，是固定 值，对比第一种方法，这样能大大加快绘图的速度。虽然该方法在内存中创建 一个与屏幕绘图区域一致的对象，其所占用的内存量影响不大，但其主要缺点 是由于该方法还需要计算机C PU每次在内存绘图对象上执行一个n次的循 环画线，当绘图数据量n越来越大时，特别是当全部绘图曲线显示在屏幕上时， 计算机效率还将会很低。第三种在显示终端上，规定只显示固定绘图数据个数的绘图数据曲线。 这种方法的优点是计算机C PU每次在内存执行一个常数次级别的循环计算, 并同时在屏幕上执行常数次画线命令。由于固定绘图数据个数是一个可以控制 的常数，所以选取合适的值可以满足需要，可以避免出现计算机效率低下的现 象。这种方法的缺点是由于绘图数据个数是一个固定值，在实时状态下，根 据计算机的性能不能设置的很大，所以在显示终端上编辑曲线时，只能看到最 多固定个数据的绘图曲线，而不能编辑超出固定个数据的绘图曲线。也就是说， 在屏幕上不能实时地、整体地观察、分析全部绘图数据曲线。
技术实现思路
针对上面的描述，本专利技术的一个目的就是建立一种计算机曲线快速绘制方 法，来避免上面所述缺点情况的出现，从而提高了计算机效率。本专利技术方法原理是我们知道，计算机显示终端的特性之一就是屏幕分辨 率， 一般标记为屏幕像素宽度X屏幕像素高度。诸如800X600像素、1024X 768像素、1280X1024像素等等，这里称为屏幕物理坐标系。而我们通过计算 机来绘图时，总是要先在用户坐标系中来绘图，用户坐标系是用户定义原始图 形时所用的坐标系，如直角坐标系、极坐标系等。由于屏幕最大分辨率都是固 定的，所以屏幕物理坐标系不能随意设定比例，而用户坐标系可以随意设定比 例，这样，要将用户坐标系中绘制的图形显示在屏幕物理坐标系上，就必须通 过用户坐标系和物理坐标系之间的转换来实现。当计算机长时间快速采集外部 实时数据并需要将其全部绘制到用户坐标系上时，其时间方向坐标范围将会变 得越来越大，通过坐标比例变换，将其全部显示到物理坐标系绘图屏幕上，绘 图数据将会越来越密，就会出现多个连续数据的时间方向用户坐标值转换重合 成一个时间方向物理坐标像素位置，而这多个连续数据值的变化方向坐标图形 绘制只能看到其中极大值和极小值两个坐标的位置，变化方向其它坐标值都被 覆盖。也就是说当前在用户坐标系里每多个连续数据只需执行一次极大值和极 小值之间线段绘制命令，就可以完成屏幕物理坐标系上对应一个像素位置的图 形绘制，而不必在每个像素位置上都执行多次线段绘制命令。而且随着时间的 推移，实时采集数据会越来越多，用户坐标系时间方向坐标范围会越来越大， 这多个数据个数也会逐渐变大，面对这种情况，我们通过对实时采集数据同步 预处理，采用树这种数据结构来同步存储不同比例下需要绘制曲线的采集数据 索引值或实际值或编码值，树中叶子层存储原始采集数据，其它不同层次的结点对应存储不同比例下所需的绘图数据信息。当需要重绘曲线时，我们通过重 定位技术，找到当前比例状态下所需要绘制曲线的原始采集数据在树中的对应位置，经过变换迅速绘制曲线。例如对于2叉树来说，当"实际绘图区域原始 绘图数据个数"小于"实际绘图区域时间方向像素宽度乘以2"时，就采用2叉 树最深层叶子结点的信息(原始数据)来绘图；当"实际绘图区域原始绘图数 据个数"不小于"实际绘图区域时间方向像素宽度乘以2"又小于"实际绘图区 域时间方向像素宽度乘以4"时，就采用2叉树次深层结点的信息来绘图；当"实 际绘图区域原始绘图数据个数"不小于"实际绘图区域时间方向像素宽度乘以4" 又小于"实际绘图区域时间方向像素宽度乘以8"时，就采用次次深层结点的信 息来绘图；……；依此类推，当"实际绘图区域原始绘图数据个数"不小于"实 际绘图区域时间方向像素宽度乘以2的n次方"又小于"实际绘图区域时间方 向像素宽度乘以2的n+l次方"时，就采用第(树高-n)层结点的信息来绘图 (0《整数iK树高)。同样道理适合于任意叉树形式。每当用户坐标系比例发 生变化，通过计算和判断可以立刻找到树中对应层次的结点信息。当绘图区域 产生刷新事件时，可以以小于固定的循环次数上限循环快速绘图。例如对于 2叉树来说，其固定的循环次数上限等于实际绘图区域像素分辨率的两倍。由 于曲线重绘时对时间的消耗位于一个较小的固定的上限值之下，而计算机采集 数据时同时建立信息树数据结构所花费的时间也限定在小的限度之内，使计算 机CPU占有率维持在较低的水平，而计算机的内存可以满足长时间建立信息树 所需的存储空间，从而实现屏幕上的长时间实时曲线编辑功能。在更深入讲述 之前，预先定义了一些本文中将要用到的一些名词和规则如下位长M:这里定义M为计算机系统中某种无符号整型数据类型的位长度。 例如M= 8 ( 1个字节)、M= 1 6 ( 2个字节)、M= 3 2 ( 4个字节)、M =64(8个字节)、M= 1 2 8 (16个字节)等。最大位长L:所有位长M可能取值中的最大值。在当前计算机系统中一般 设置L = 3 2 。随着计算机性能的提高，L的取值可能为6 4、 128、 25 6等。字模K:这里定义字模K等于某种位长M的无符号整型数据类型变量所能 表示的最大值。针对不同的M， 一一对应不同的K。这里定义K等于2的M次 方。例如M= 8时，K= 2 5 6 ; M= 1 6时，K= 6 5 5 3 6等。迭模S:这里定义迭模S等于^X叉树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对设备或软件系统的曲线绘制方法，具体地讲就是在设备或软件系统读入外部长时间实时采集的信号数据的过程中，或在读入大容量静态数据的过程中，分别通过途径一：同步建立数据的索引树；或途径二：同步建立数据的数值树；或途径三：同步建立数据的编码树，在显示终端上独立实现动态或静态快速绘制数据曲线的方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周崭，
申请(专利权)人：周崭，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]