本發(fā)明涉及智慧教育技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
AR，是(Augmented Reality)即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。因此頗受大眾矚目。如果你親自體驗(yàn)過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，才會感覺到它無限的魅力所在。AR游歷于虛擬現(xiàn)實(shí)和真實(shí)之間。雖然，虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)受到大眾的關(guān)注，但我們生活的社會畢竟是真實(shí)與虛擬相結(jié)合的社會，那才是完美的統(tǒng)一，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)最終會證實(shí)其用途的廣泛性。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在信息領(lǐng)域，尤其利用國際互聯(lián)網(wǎng)和全球衛(wèi)星定位等技術(shù)，這些技術(shù)的結(jié)合，發(fā)展空間是無限的。
AR提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，用戶利用頭盔顯示器，把真實(shí)世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)及方法。
一種基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法，其包括如下步驟：
S1、將兒童書法學(xué)習(xí)素材劃分為筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材；并配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格；將筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材以及書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格存儲在服務(wù)器中；
S2、設(shè)置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務(wù)器中；所述肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格縮放控制指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹指令；
S3、通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景；在匹配成功后，啟動書法學(xué)習(xí)場景；
S4、從服務(wù)器中調(diào)取書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；從服務(wù)器中調(diào)取筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材，并獲取用戶的確認(rèn)信息，根據(jù)用戶的確認(rèn)信息，將用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；
S5、繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；
S6、實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；實(shí)時將書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材與用戶肢體語言信息中書法學(xué)習(xí)的匹配信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，所述步驟S4中將用戶選擇的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格包括：
配置用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材的透明度，透明度范圍為60-70％；
將設(shè)置了透明度后的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到各個書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，
所述步驟S6中實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作包括：
將用戶的肢體語言信息轉(zhuǎn)換為對書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的臨摹信息；
并計(jì)算臨摹信息與單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的偏離程度是否超過預(yù)設(shè)偏離值；在未超過預(yù)設(shè)偏離值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)偏離值時，將超過預(yù)設(shè)偏離值的筆劃進(jìn)行第一變色處理，并判斷為臨摹失敗。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，
所述步驟S6還包括配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材對應(yīng)各個筆劃的力度信息；
通過判斷用戶的肢體語言信息中在各個筆劃上停留的時間判斷臨摹力度與配置的力度信息是否超過預(yù)設(shè)力度閾值；在未超過預(yù)設(shè)力度閾值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)力度閾值時，將超越預(yù)設(shè)力度閾值的筆劃進(jìn)行第二變色處理，并判斷為臨摹失敗。
本發(fā)明還提供一種基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其包括如下單元：
素材配置單元，用于將兒童書法學(xué)習(xí)素材劃分為筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材；并配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格；將筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材以及書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格存儲在服務(wù)器中；
指令配置單元，用于設(shè)置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務(wù)器中；所述肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格縮放控制指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹指令；
學(xué)習(xí)場景觸發(fā)單元，用于通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景；在匹配成功后，啟動書法學(xué)習(xí)場景；
模型疊加單元，用于從服務(wù)器中調(diào)取書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；從服務(wù)器中調(diào)取筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材，并獲取用戶的確認(rèn)信息，根據(jù)用戶的確認(rèn)信息，將用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；
臨摹信息接收單元，用于繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；
練習(xí)過程實(shí)時顯示單元，用于實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；實(shí)時將書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材與用戶肢體語言信息中書法學(xué)習(xí)的匹配信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，所述模型疊加單元中將用戶選擇的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格包括：
配置用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材的透明度，透明度范圍為60-70％；
將設(shè)置了透明度后的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到各個書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，
所述練習(xí)過程實(shí)時顯示單元中實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作包括：
將用戶的肢體語言信息轉(zhuǎn)換為對書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的臨摹信息；
并計(jì)算臨摹信息與單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的偏離程度是否超過預(yù)設(shè)偏離值；在未超過預(yù)設(shè)偏離值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)偏離值時，將超過預(yù)設(shè)偏離值的筆劃進(jìn)行第一變色處理，并判斷為臨摹失敗。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，
所述練習(xí)過程實(shí)時顯示單元還包括配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材對應(yīng)各個筆劃的力度信息；
通過判斷用戶的肢體語言信息中在各個筆劃上停留的時間判斷臨摹力度與配置的力度信息是否超過預(yù)設(shè)力度閾值；在未超過預(yù)設(shè)力度閾值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)力度閾值時，將超越預(yù)設(shè)力度閾值的筆劃進(jìn)行第二變色處理，并判斷為臨摹失敗。
本發(fā)明提供的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)及方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中兒童練習(xí)書法容易弄臟衣服或書桌等物品的缺陷，采用現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)，將虛擬顯示在顯示器上的臨摹素材和實(shí)時采集的肢體語言信息進(jìn)行疊加，能夠使得兒童能夠進(jìn)行隔空進(jìn)行書法練習(xí)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法，其包括如下步驟：
S1、將兒童書法學(xué)習(xí)素材劃分為筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材；并配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格；將筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材以及書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格存儲在服務(wù)器中；
S2、設(shè)置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務(wù)器中；所述肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格縮放控制指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹指令；
S3、通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景；在匹配成功后，啟動書法學(xué)習(xí)場景；
S4、從服務(wù)器中調(diào)取書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；從服務(wù)器中調(diào)取筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材，并獲取用戶的確認(rèn)信息，根據(jù)用戶的確認(rèn)信息，將用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；
S5、繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；
S6、實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；實(shí)時將書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材與用戶肢體語言信息中書法學(xué)習(xí)的匹配信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，所述步驟S4中將用戶選擇的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格包括：
配置用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材的透明度，透明度范圍為60-70％；
將設(shè)置了透明度后的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到各個書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，
所述步驟S6中實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作包括：
將用戶的肢體語言信息轉(zhuǎn)換為對書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的臨摹信息；
并計(jì)算臨摹信息與單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的偏離程度是否超過預(yù)設(shè)偏離值；在未超過預(yù)設(shè)偏離值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)偏離值時，將超過預(yù)設(shè)偏離值的筆劃進(jìn)行第一變色處理，并判斷為臨摹失敗。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)方法中，
所述步驟S6還包括配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材對應(yīng)各個筆劃的力度信息；
通過判斷用戶的肢體語言信息中在各個筆劃上停留的時間判斷臨摹力度與配置的力度信息是否超過預(yù)設(shè)力度閾值；在未超過預(yù)設(shè)力度閾值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)力度閾值時，將超越預(yù)設(shè)力度閾值的筆劃進(jìn)行第二變色處理，并判斷為臨摹失敗。
如圖1所示，本發(fā)明還提供一種基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其包括如下單元：
素材配置單元10，用于將兒童書法學(xué)習(xí)素材劃分為筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材；并配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格；將筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材以及書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格存儲在服務(wù)器中；
指令配置單元20，用于設(shè)置肢體語言操作控制指令信息，建立肢體語言操作控制指令信息與肢體動作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系表，并將肢體語言操作控制指令信息以及關(guān)聯(lián)關(guān)系表存儲在服務(wù)器中；所述肢體語言操作控制指令信息包括觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格縮放控制指令、書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹指令；
學(xué)習(xí)場景觸發(fā)單元30，用于通過穿戴式頭盔中數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷是否觸發(fā)書法學(xué)習(xí)場景；在匹配成功后，啟動書法學(xué)習(xí)場景；
模型疊加單元40，用于從服務(wù)器中調(diào)取書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；從服務(wù)器中調(diào)取筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材，并獲取用戶的確認(rèn)信息，根據(jù)用戶的確認(rèn)信息，將用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格，并投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上；
臨摹信息接收單元50，用于繼續(xù)通過數(shù)據(jù)采集器采集用戶的肢體語言信息；根據(jù)用戶的肢體語言信息與關(guān)聯(lián)關(guān)系表之間的匹配結(jié)果判斷用戶對于書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；
練習(xí)過程實(shí)時顯示單元60，用于實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作；實(shí)時將書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上筆劃單元練習(xí)素材、單字練習(xí)素材與用戶肢體語言信息中書法學(xué)習(xí)的匹配信息投射到可穿戴式頭盔中的顯示器上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，所述模型疊加單元40中將用戶選擇的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格包括：
配置用戶選擇的單元練習(xí)素材和/或單字練習(xí)素材的透明度，透明度范圍為60-70％；
將設(shè)置了透明度后的單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材疊加到各個書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，
所述練習(xí)過程實(shí)時顯示單元60中實(shí)時響應(yīng)書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格臨摹的操作包括：
將用戶的肢體語言信息轉(zhuǎn)換為對書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的臨摹信息；
并計(jì)算臨摹信息與單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材的偏離程度是否超過預(yù)設(shè)偏離值；在未超過預(yù)設(shè)偏離值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)偏離值時，將超過預(yù)設(shè)偏離值的筆劃進(jìn)行第一變色處理，并判斷為臨摹失敗。
在本發(fā)明所述的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，
所述練習(xí)過程實(shí)時顯示單元60還包括配置書法學(xué)習(xí)單元指導(dǎo)格上單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材對應(yīng)各個筆劃的力度信息；
通過判斷用戶的肢體語言信息中在各個筆劃上停留的時間判斷臨摹力度與配置的力度信息是否超過預(yù)設(shè)力度閾值；在未超過預(yù)設(shè)力度閾值時，判斷單元練習(xí)素材或單字練習(xí)素材臨摹成功，在超過預(yù)設(shè)力度閾值時，將超越預(yù)設(shè)力度閾值的筆劃進(jìn)行第二變色處理，并判斷為臨摹失敗。
本發(fā)明提供的基于AR的兒童書法學(xué)習(xí)系統(tǒng)及方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中兒童練習(xí)書法容易弄臟衣服或書桌等物品的缺陷，采用現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)，將虛擬顯示在顯示器上的臨摹素材和實(shí)時采集的肢體語言信息進(jìn)行疊加，能夠使得兒童能夠進(jìn)行隔空進(jìn)行書法練習(xí)。
結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的方法或算法的可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)儲存器、內(nèi)存、只讀存儲器、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其他形式的存儲介質(zhì)中。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。