专利名称：交互式关系图形解决方案的制作方法
交互式关系图形解决方案
冃豕
在典型的教学环境中，教师可能解释与数学、物理、化学和/或其它教 育主题相关联的概念。在解释这些概念时，教师可能在黑板上草绘图形或 在计算设备上生成图形来解释这些概念。在过程是动态的和/或相对的时候， 可能要求教师在黑板上或计算设备上草绘若干版本的图来传达概念。这种 版本化是耗时的并且是教育环境中的障碍。
概述
提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的 一些概念。本概述不旨在标识要求保护的主题的关键和/或必要特征。同样， 本概述也不旨在限制要求保护的主题的范围。
交互式关系图形解决方案便于经济的教学工具来解释多个相对的和动 态的教育主题。这些解决方案与计算设备的有图形能力的应用程序相关联。 这些解决方案通过经由一系列交互式控制点使各函数图形地相关以便于用 户交互。相关可以包括可移动控制点和在用户移动解决方案的控制点时指 示相关联的坐标的引线。这一解决方案减少解释教育主题所需要的时间并 帮助方便教育过程。
附图简述
参考以下附图描述了本发明的非限定性且非详尽的实施例，其中除非 另有指定，否则相同的参考标号指代各个视图中相同的部分。
图1示出示例性计算设备；
图2表示用于方便交互式关系图形解决方案的一示例性系统概览；
图3表示一示例性交互式关系图形解决方案；以及
图4表示用于实现交互式关系图形解决方案的操作流程图。
详细描述
以下将参考形成本发明一部分并示出各具体示例性实施例的附图更详 尽地描述各个实施例。然而，各实施例可以用许多不同的形式实现并且不 应被解释为限于在此所述的各实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开变得全面且完整，并且完全传达本发明的范围。各实施例可被实施为方 法、系统或设备。因此，各实施例可采用完全硬件实现、完全软件实现或 者结合软件和硬件方面实现的形式。因此，以下详细描述并非在限制的意 义上考虑。
各种实施例的逻辑操作被实现为(l)在计算系统上运行的计算机实现的 步骤的序列和/或(2)计算系统内部的互连的机器模块。该实现是取决于实现 本发明的计算机系统的性能要求来选择的。因此，在此描述的组成这些实 施例的逻辑操作另外还可被称为操作、步骤或模块。
在许多教学环境中，教师可能解释与数学、物理、化学和/或其它教育 主题相关联的概念。实现交互式关系图形解决方案来便于经济的教学工具 解释多个教育主题。这些解决方案与计算设备的有图形能力的应用程序相 关联。这些解决方案通过经由一系列交互式控制点使各函数在图形上相关 来便于用户交互。例如，解决方案可以包括使圆的坐标和正弦图的坐标在 图形上相关以演示圆形三角函数和三角三角函数之间的关联。相关可以包 括可移动控制点和在用户移动解决方案的控制点时指示相关联的坐标的引 线。
以此方式，用户可以容易地选择交互式关系图形解决方案来演示。用 户可以与该解决方案进行交互以便以实时的方式演示函数之间的相关。这 样的演示减少解释教育概念所需要的时间并帮助方便教育过程。
图2表示用于方便交互式关系图形解决方案的一示例性系统概览。系
统200表示计算设备202的几个方面的模块化概览。在一方面，计算设备 202可以包括图1中所表示的计算设备100。系统200表示计算设备202的 模块化概览。系统200可以被集成为软件和硬件元素的组合、操作系统或 其任意组合。在此所提及的硬件、数据库、软件、应用程序和/或程序可以 被集成为单个元素，或者可以包括彼此通信的各种元素。除非在此特别指 定，否则在此描绘的软件和/或硬件元素仅出于解释目的而非将配置限制为 多个元素或执行若干功能的单个元素。例如，如图2所示，系统200包括 具有有图形能力的应用程序204、教育图形解决方案模块206、第一交互式 关系图形解决方案208、第二交互式关系图形解决方案210和第N交互式关系图形解决方案212的计算设备202。附图标记206-212可以包括独立程 序。附图标记206-212还可以包括单个程序或单个和多个程序的任意组合。
计算设备202可以包括有图形能力的应用程序204。有图形能力的应 用程序204可以包括用于生成、维护、实现和/或描绘图形的任何应用程序。 例如，有图形能力的应用程序204可以包括位于华盛顿州雷蒙德市的微软 公司的"MICROSOFT VISIO" 、 "MICROSOFT WORD" 、 "MICROSOFT EXCEL"禾口/或"MICROSOFT POWERPOINT"。
教育图形解决方案模块206可以包括用于有图形能力的应用程序204 的若干教育工具。教育图形解决方案模块206最初可以与有图形能力的应 用程序204相关联和/或教育图形解决方案模块206可以是附加程序。在一 方面，教育图形解决方案模块206包括一个或多个交互式关系图形解决方 案。如在此更详尽地阐明的，交互式关系图形解决方案可以包括用于通过 经由一系列交互式控制点使各函数在图形上相关来便于用户交互的任何解 决方案。第一交互式关系图形解决方案208相关联图3更详尽地描述。
图3表示一示例性交互式关系图形解决方案。交互式关系图形解决方 案300包括圆302、坐标系304和三角函数图形306。在一方面，交互式关 系图形解决方案300是将两个函数联系起来并提供交互以动态地描绘该关 系的图形。圆302可以是单位圆或具有任意大小的半径的圆。坐标系304 可以包括直角坐标系、极坐标系和/或被配置为在图形上传达关系概念的任 何其它类型的坐标系。三角函数图形306包括正弦函数。该正弦函数在数 学上与圆302相关。尽管在图3中描绘了正弦函数，不过圆302可以用与 在此对于正弦函数阐明的相同的方式与余弦函数和/或正切函数相关。此外， 交互式关系图形解决方案300可以包括三维交互式关系图形解决方案。虽 然并未描绘，但这样一实施例包括球、三维坐标系和三维三角函数对象。 这一实施例包括与在此对于二维实施例描述的相类似的数学函数。
圆302包括圆控制点308。圆控制点308是交互式控制点。用户可以 选择控制点308并在圆302上移动控制点308。类似地，三角函数图306 包括三角控制点310。控制点310是交互式控制点。用户可以选择控制点 310并在三角函数图306上导航控制点310。圆控制点308和三角控制点310互相关联。例如，用户可以移动圆控制点308且三角控制点310移动到三 角函数图306上的对应点。类似地，用户可以移动三角控制点310且圆控 制点308移动到圆302上的对应点。尽管图3描绘正弦函数，但圆控制点 308和三角控制点310的关联还可以有助于关联余弦函数或正切函数。
交互式关系图形解决方案300还可以包括一条或多条引线。圆302可 以包括正引线312和负引线314。正引线312从圆302的90°点延伸到三 角函数图306的正幅度点。负引线314从圆302的270°点延伸到三角函数 图306的负幅度点。在一方面，用户确定圆302的半径。在这一情况下， 三角函数图306的幅度改变。据此，正引线312和负引线314取决于所确 定的圆的半径被隔得更近或更远。
控制点引线316连接圆控制点308和三角控制点310。在一方面，控 制点引线316保持水平并随用户导航与交互式关系图形解决方案300相关 联的控制点而垂直移动。在三角函数图306包括正切图的情况下，可以省 略正引线312和负引线314。
图4表示用于实现交互式关系图形解决方案的操作流程图。操作流程 400从开始操作402处开始并继续至操作404。在操作404，选择交互式关 系图形解决方案。该选择可以包括用户从解决方案数据库中选择交互式关 系图形解决方案。解决方案数据库可以与有图形能力的应用程序相关联。 在另一方面，解决方案数据库可以包括对现有程序的附加模块。
在操作406标识相关的控制点。例如，可以在圆上标识控制点且可以 在正弦函数图上标识相关联的控制点。在操作408，在相关的控制点之间指 示控制点引线。
操作流程400继续至判定操作410，在此确定是否要指示其它引线。 在确定不指示其它引线时，操作流程400继续至判定操作414。在确定指示 其它引线时，操作流程400继续至操作412。在操作412，指示其它引线。 例如，其它引线可以包括指示三角函数的正幅度的正引线。其它引线还可 以包括指示三角函数的负幅度的负引线。作为又一示例，其它引线可以在 与正弦和/或余弦函数相关联时指示而不是与正切函数相关联地指示。可以 用任何方式指示其它引线以帮助标识交互式关系图形解决方案的相关联的实体。
操作流程400继续至判定操作414，在此确定控制点是否己改变了位
置。位置改变可以与圆控制点或三角控制点相关联。在一方面，用户可以 用鼠标、键盘、操纵杆等选择控制点。用户随后可以与交互式关系图形解
决方案相关联地导航所选择的控制点。操作流程400继续至操作416，在此 确定其它控制点的位置。在一方面，在移动该控制点时，同时移动其它控 制点来实时地对应。例如，圆控制点可以在0。处开始，并被移动到90。。 0°的正弦是0而90。的正弦是1。因此，三角控制点在三角函数图上从乂=0， x=0°移动到y^， x=90° 。作为另一示例，三角控制点可以在y:0且x: 90°开始并被移动到y-0且x-0。。因此，圆控制点在圆上从180。点移动 到0°点。
操作流程400继续至操作418，在此指示控制点引线的新位置。操作 流程400返回至判定操作414。在控制点的位置被改变的情况下，操作流程 400如上所述继续。在控制点的位置未被改变的情况下，操作流程400继续 至结束操作420。
以在此所述的方式，用户可以容易地选择交互式关系图形解决方案来 演示。用户可以与该解决方案进行交互以用实时的方式演示函数之间的相 关性。这样的演示减少解释教育概念所需要的时间并帮助方便教育过程。
参考图1，用于实现本发明的一个示例性系统包括诸如计算设备100 等计算设备。在基本配置中，计算设备100可以包括任何类型的固定计算 设备或移动计算设备。计算设备100通常包括至少一个处理单元102和系 统存储器104。取决于计算设备的确切配置和类型，系统存储器104可以是 易失性的(如RAM)、非易失性的(如ROM、闪存等等)或两者的某一 组合。系统存储器104通常包括操作系统105、 一个或多个应用程序104， 并且可以包括程序数据107。在一实施例中，应用程序106进一步包括用于 交互式关系图形解决方案的应用程序120。这一基本配置在图1中由虚线 108中的那些组件示出。
计算设备100也可具有另外的特征或功能。例如，计算设备100也可 包括另外的数据存储设备(可移动和/或不可移动)，如磁盘、光盘或磁带。这一另外的存储在图1中由可移动存储109和不可移动存储110示出。计 算机存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模 块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动
和不可移动介质。系统存储器104、可移动存储109和不可移动存储110 都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括，但不限于，RAM、ROM、 EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或 其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁性存储设备、或能用于 存储所需信息且可以由计算设备100访问的任何其它介质。任何这样的计 算机存储介质都可以是设备100的一部分。计算设备100也可包括输入设 备112，如键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等等。也可包括-输出设备114，如显示器、扬声器、打印机等等。
计算设备100也可包含允许该设备如通过网络或无线网络与其它计算 设备118进行通信的通信连接116。通信连接116是通信介质的一个示例。 通信介质通常以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机 可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，且包含任何信息传递介质。 术语"已调制数据信号"可包括以对信号中的信息进行编码的方式设置或 改变其一个或多个特征的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介 质，诸如有线网络或直接线连接，以及无线介质，诸如声学、RF、红外线 和其它无线介质。如此处所使用的，术语计算机可读介质包括存储介质和 通信介质两者。
尽管用结构特征和/或方法步骤专用的语言描述了本发明，但可以理 解，所附权利要求书中定义的本发明不必限于所述的具体特征或步骤。相 反，这些具体特征和步骤是作为实现所要求保护的本发明的形式来公开的。 因为可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出本发明的许多实施 例，所以本发明落在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于为关系图形解决方案提供交互性的计算机实现的方法，所述方法包括访问关系图形解决方案(404)，其中所述关系图形解决方案包括第一函数和第二函数之间的关系的图形表示；提供与所述第一函数相关联的第一控制点(308)；提供与所述第二函数相关联的第二控制点(310)；以及将所述第一控制点和所述第二控制点相关联(406)，其中所述控制点之一的移动使得另一控制点移动到对应位置。
2. 如权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述第一函 数(302)是圆函数。
3. 如权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述第二函 数(306)是正弦函数、余弦函数和正切函数中的至少一个。
4. 如权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，还包括与所 述关系图形解决方案相关联的坐标系(304)。
5. 如权利要求4所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述坐标系 (304)是直角坐标系和极坐标系中的至少一个。
6. 如权利要求4所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述坐标系 (304)是三维坐标系，且所述关系图形解决方案是三维图形解决方案。
7. 如权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，还包括从所 述第一控制点延伸到所述第二控制点的控制点引线(316)。
8. 如权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述第一函 数(302)是圆函数，且所述第二函数(306)是正弦函数和余弦函数中的 至少一个。
9. 如权利要求8所述的计算机实现的方法，其特征在于，还包括指示 所述第二函数的正幅度的正引线(312)和指示所述第二函数的负幅度的负 引线(314)。
10. —种具有用于为关系图形解决方案提供交互性的计算机可执行指 令的计算机可读介质，所述指令包括提供关系图形解决方案(300)，其中所述关系图形解决方案包括坐标系(304)、第一数学函数(302)的第一图形表示、第二数学函数(306) 的第二图形表示，其中所述第一数学函数和所述第二数学函数在数学上相 互关联；确定与所述第一数学函数的第一图形表示相关联的第一控制点(308);确定与所述第二数学函数的第二图形表示相关联的第二控制点(310);以及将所述第一控制点和所述第二控制点相关联，其中所述第一控制点 被配置为根据所述第二控制点的移动在所述第一图形表示上自动移动到对 应点，且所述第二控制点被配置为根据所述第一控制点的移动在所述第二图形表示上自动移动到对应点(414， 416)。
11. 如权利要求IO所述的计算机可读介质，其特征在于，所述坐标系 (304)是直角坐标系和极坐标系中的至少一个。
12. 如权利要求IO所述的计算机可读介质，其特征在于，所述坐标系 (304)是三维坐标系且所述关系图形解决方案是三维图形解决方案。
13. 如权利要求IO所述的计算机可读介质，其特征在于，所述第一图 形表示(302)包括圆表示。
14. 如权利要求IO所述的计算机可读介质，其特征在于，所述第二图 形表示(306)包括正弦函数表示、余弦函数表示和正切函数表示中的至少 一个。
15. 如权利要求IO所述的计算机可读介质，其特征在于，将所述第一 控制点和所述第二控制点相关联包括基本上在所述第一控制点和所述第二 控制点之间生成控制点引线(316)。
16. —种用于为关系图形解决方案提供交互性的计算机实现的方法， 所述方法包括提供关系图形解决方案(300),其中所述关系图形解决方案包括坐 标系(304)、圆图(302)和三角图(306),其中所述三角图(306)包 括正弦图、余弦图和正切图中的至少一个；提供与所述圆图相关联的圆控制点(308); 提供与所述三角图相关联的三角控制点(310); 将所述圆控制点和所述三角控制点相关联，其中所述关联包括-配置所述圆控制点根据所述三角控制点的移动自动移动到对应点；以及(此段要縮进)配置所述三角控制点根据所述圆控制点的移动自动移动到对应点(414， 416)。
17. 如权利要求16所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述圆 (302)包括半径，且提供关系图形解决方案包括选择半径。
18. 如权利要求16所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述坐标 系(304)是直角坐标系和极坐标系中的至少一个。
19. 如权利要求16所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述坐标 系(304)是三维坐标系且所述关系图形解决方案是三维图形解决方案。
20. 如权利要求16所述的计算机实现的方法，其特征在于，将所述圆 控制点(308)和所述三角控制点(310)相关联还包括基本上在所述圆控 制点(308)和所述三角控制点(310)之间生成控制点引线(312)。
全文摘要
交互式关系图形解决方案便于经济的教学工具来解释多个教育主题。这些解决方案与计算设备的有图形能力的应用程序相关联。这些解决方案通过经由一系列交互式控制点使各函数图形地相关来便于用户交互。相关可以包括可移动控制点和在用户移动解决方案的控制点时指示相关联的坐标的引线。这一解决方案减少解释教育主题所需要的时间并帮助方便教育过程。
文档编号G06F9/44GK101410799SQ200780011487
公开日2009年4月15日 申请日期2007年3月8日 优先权日2006年3月28日
发明者B·徐, Y-G-S·毛 申请人:微软公司