一种诱导式书法训练系统、设备及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种诱导式书法训练系统、设备及方法，该系统包括：输入单元、显示单元、存储单元和计算单元；输入单元用于获得用户书写过程中笔尖轨迹信息；显示单元用于设置、显示诱导图形及笔尖标志图形；存储单元用于存储笔尖轨迹信息及诱导图形出现的位置坐标，用于存储字编号、局部结构编号、笔划编号及它们之间的对照表；计算单元用于排列文字的练习顺序，用于计算诱导图形出现的位置坐标。该系统分为标准笔尖轨迹输入及存储模式和练习模式。可以记录和存储写字人在写字过程中笔尖轨迹信息，既包含所写字的笔划，也包含两个连续笔划间的笔尖轨迹在笔划所在平面的投影轨迹，实现书写训练中整字练习的连贯性。本发明专利技术系统能够增强练字过程的科学性，提高练字效率。

【技术实现步骤摘要】
一种诱导式书法训练系统、设备及方法
本专利技术属于书法训练
，具体涉及一种诱导式书法训练系统、设备、方法，该专利技术可对写字人书写过程中笔尖轨迹进行记录和存储，科学设置诱导图形位置，利用诱导图形引导练字人的运笔动作，科学排列练字顺序。
技术介绍
长期以来，书法练习虽备受重视，但对影响书法训练效率的科学因素却没得到切实认识，因而缺乏针对性的书法训练系统、设备及方法。已有书法练习模式依托于字帖，但字帖仅仅反映了写字过程中笔划书写部分的运笔过程，而连续笔划之间的笔尖空中运行轨迹并不能被反映在字帖中。笔尖在两个连续笔划之间的运行空中轨迹对于笔划的之间的相对位置乃至全字结构具有重要影响，因此除了对笔划的书写训练，对连续笔划间的笔尖轨迹对应的运笔动作训练也很重要。书法训练的实质是一种涉及运动生理学的人体“肌肉记忆”训练，已有书法训练方法忽略了“肌肉记忆”的特性即“难以获得，但获得后难以失去”，因此已有书法训练方法没有充分重视书写练习的字序排列对练字效率的影响。同时已有书法训练中仅以字帖笔划作为参照或标记进行训练，由于字帖笔划并不具备“动态诱导性”，容易造成练习者心理上的枯燥感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种诱导式书法训练系统、设备、方法，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。为了达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种诱导式书法训练系统，该系统包括：输入单元1，用于采集用户书写一个字过程中的笔尖轨迹坐标信息，该信息包括笔划二维轨迹坐标信息和两个连续笔划之间笔尖空中运行轨迹在笔划轨迹所在平面的投影轨迹的二维坐标信息；显示单元2，用于设置、显示诱导图形及笔尖标志图形，显示单元2包括设置模块2a和显示模块2b；设置模块2a能够设置诱导图形及笔尖标志图形的形状、颜色、大小和动态模式，能够设置输入单元1采集的实际笔尖位移量与显示模块2b所显示的笔尖标志图形位移量的比例；显示模块2b用于显示诱导图形及笔尖标志图形，笔尖标志图形在显示模块2b显示区域的位移受输入单元1中的实际笔尖位移控制，笔尖标志图形相对于显示区域坐标系的位移方向与输入单元1中的笔尖相对书写平面坐标系的平面位移方向相同，两者位移比例通过设置模块2a设置；存储单元3，用于存储输入单元1获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息，用于存储诱导图形出现的位置坐标，用于存储字编号、所有字中常见的局部结构编号、笔划编号及它们之间的对照表；存储单元3包括编号对照表3a和熟练字编号表3b；编号对照表3a存储所有笔划的图案及每个笔划对应的唯一编号，存储所有字常见的局部结构的图案及每个局部结构对应的唯一编号，存储所有需要练习的文字中每个字的图案及每个字对应的唯一编号，存储每个字包含的局部结构对应的编号集合，存储每个字包含的笔划对应的编号集合及总笔划数目，存储每个局部结构包含的笔划编号集合及总笔划数目，存储输入单元1获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息及诱导图形出现的位置坐标；熟练字编号表3b存储用户所有已达到书写要求的字对应的编号集合，该编号集合中字的编号与编号对照表中对应的字编号相同；计算单元4，用于计算文字的练习顺序及诱导图形出现的位置坐标，计算单元4包括顺序计算模块4a和坐标计算模块4b；所述顺序计算模块4a的计算步骤如下：Ⅰ)首次使用该诱导式书法训练系统时，熟练字编号表3b中存储的编号集合为空集，用户自行输入第一个需要练习的字并进行书写练习；Ⅱ)用户将认为达到练习要求的字对应的编号存入熟练字编号表3b中；Ⅲ)当熟练字编号表3b中存储的编号集合非空时，根据熟练字编号表3b中已有的编号集合计算下一个需要练习的字；设所有需要练习的字对应的编号集合为T，熟练字编号表3b中的编号集合为A，所有熟练字包含的局部结构的编号集合为B，所有熟练字包含的笔划编号集合为C；首先求编号集合A在T中的补集即非熟练字的编号集合A*，在A*中取任意一个字a，设a包含的所有局部结构的编号集合为b，a包含的所有笔划的编号集合为c，设b与B交集对应的所有局部结构包含的所有笔划数为n，设c与C交集的元素个数为n′，而a的全部笔划数为m；计算A*中所有字的值，选取值最大的字作为下一个练习字，如果有多个不同的字其值相等且均为最大时，则计算这些具有相同值的字各自对应的的值，选择值最大的字作为下一个练习字，如果仍存在多个字对应的值相等且均为最大时，则由系统将这些字的图案显示让用户选择下一个练习字；所述坐标计算模块4b进行如下计算：根据显示单元2显示区域的大小及每个字的笔尖轨迹坐标信息，计算出每个字的笔尖轨迹在显示区域坐标系的坐标信息，每个字第一个笔划的起点位置和最后一个笔划的末端点位置自动设置为第一个及最后一个诱导图形出现位置坐标点；计算笔尖轨迹每一点处的切线斜率、曲率及沿笔尖轨迹与上一个诱导图形位置点的距离；设s为某点沿笔尖轨迹与上一个诱导图形出现位置点的距离，α为该点处笔尖轨迹的切线与上一个诱导图形出现位置点处笔尖轨迹切线的夹角，k为该点处笔尖轨迹的曲率，设置距离阈值s0、切线夹角阈值α0及曲率阈值k0，当α>α0或s>s0或k>k0时将该点定为诱导图形出现位置点，笔尖轨迹的每个拐点也设置为诱导图形出现位置点，计算获得上述诱导图形出现位置点坐标后，用户在其基础上自行增减诱导图形出现位置点，将所有诱导图形出现位置点按笔尖轨迹运行方向依次编号并将坐标信息及编号存储到编号对照表3a。优选的，所述输入单元1包括能够采集笔尖轨迹坐标信息的手写输入设备、鼠标或电脑键盘；所述诱导图形为非笔划动态图形。优选的，所述手写输入设备包括触摸屏及触屏笔。优选的，所述显示模块2b包括触摸屏及显示器。优选的，所述输入单元1与显示模块2b采用同一触摸屏时，文字输入区域与诱导图形显示区域不重叠。一种诱导式书法训练设备，包括所述的诱导式书法训练系统。一种诱导式书法训练方法，采用所述的诱导式书法训练系统，分为两种模式：模式一：为标准笔尖轨迹输入及存储模式，用户采用手写输入设备书写一个字过程中，输入单元1采集实时笔尖轨迹坐标信息，该信息包括所书写的笔划二维轨迹坐标信息和两个连续笔划之间笔尖空中运行轨迹在笔划轨迹所在平面的投影轨迹二维坐标信息，当一个字写完后，诱导式书法训练系统将获得的该字的笔尖轨迹信息存入编号对照表3a，坐标计算模块4b根据该字的笔尖轨迹二维坐标信息计算出该字的诱导图形出现位置，在用户进行增删后将其存储到编号对照表3a；模式二：为练习模式，用户通过设置模块2a选择诱导图形和笔尖标志图形，设置诱导图形的形状、颜色和大小，设置输入单元1采集的实际笔尖位移量与笔尖标志图形位移量的比例；之后，由用户确定当前需要进行书写的字，用户用手写输入设备中的笔接触写字面板，显示模块2b在显示区域显示在第一个笔划起点处的笔尖标志图形、在第一个笔划起点处与笔尖标志图形重叠但能够区分的第一个诱导图形及第二个诱导图形，用户移动笔尖使其在手写输入设备的写字面板滑动，使对应的笔尖标志图形向第二个诱导图形运动，当笔尖标记图形接触到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种诱导式书法训练系统，其特征在于，该系统包括：/n输入单元(1)，用于采集用户书写一个字过程中的笔尖轨迹坐标信息，该信息包括笔划二维轨迹坐标信息和两个连续笔划之间笔尖空中运行轨迹在笔划轨迹所在平面的投影轨迹的二维坐标信息；/n显示单元(2)，用于设置、显示诱导图形及笔尖标志图形，显示单元(2)包括设置模块(2a)和显示模块(2b)；设置模块(2a)能够设置诱导图形及笔尖标志图形的形状、颜色、大小和动态模式，能够设置输入单元(1)采集的实际笔尖位移量与显示模块(2b)所显示的笔尖标志图形位移量的比例；显示模块(2b)用于显示诱导图形及笔尖标志图形，笔尖标志图形在显示模块(2b)显示区域的位移受输入单元(1)中的实际笔尖位移控制，笔尖标志图形相对于显示区域坐标系的位移方向与输入单元(1)中的笔尖相对书写平面坐标系的平面位移方向相同，两者位移比例通过设置模块(2a)设置；/n存储单元(3)，用于存储输入单元(1)获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息，用于存储诱导图形出现的位置坐标，用于存储字编号、所有字中常见的局部结构编号、笔划编号及它们之间的对照表；存储单元(3)包括编号对照表(3a)和熟练字编号表(3b)；编号对照表(3a)存储所有笔划的图案及每个笔划对应的唯一编号，存储所有字常见的局部结构的图案及每个局部结构对应的唯一编号，存储所有需要练习的文字中每个字的图案及每个字对应的唯一编号，存储每个字包含的局部结构对应的编号集合，存储每个字包含的笔划对应的编号集合及总笔划数目，存储每个局部结构包含的笔划编号集合及总笔划数目，存储输入单元(1)获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息及诱导图形出现的位置坐标；熟练字编号表(3b)存储用户所有已达到书写要求的字对应的编号集合，该编号集合中字的编号与编号对照表中对应的字编号相同；/n计算单元(4)，用于计算文字的练习顺序及诱导图形出现的位置坐标，计算单元(4)包括顺序计算模块(4a)和坐标计算模块(4b)；/n所述顺序计算模块(4a)的计算步骤如下：/nⅠ)首次使用该诱导式书法训练系统时，熟练字编号表(3b)中存储的编号集合为空集，用户自行输入第一个需要练习的字并进行书写练习；/nⅡ)用户将认为达到练习要求的字对应的编号存入熟练字编号表(3b)中；/nⅢ)当熟练字编号表(3b)中存储的编号集合非空时，根据熟练字编号表(3b)中已有的编号集合计算下一个需要练习的字；设所有需要练习的字对应的编号集合为T，熟练字编号表(3b)中的编号集合为A，所有熟练字包含的局部结构的编号集合为B，所有熟练字包含的笔划编号集合为C；首先求编号集合A在T中的补集即非熟练字的编号集合A*，在A*中取任意一个字a，设a包含的所有局部结构的编号集合为b，a包含的所有笔划的编号集合为c，设b与B交集对应的所有局部结构包含的所有笔划数为n，设c与C交集的元素个数为n′，而a的全部笔划数为m；计算A*中所有字的...

【技术特征摘要】
1.一种诱导式书法训练系统，其特征在于，该系统包括：
输入单元(1)，用于采集用户书写一个字过程中的笔尖轨迹坐标信息，该信息包括笔划二维轨迹坐标信息和两个连续笔划之间笔尖空中运行轨迹在笔划轨迹所在平面的投影轨迹的二维坐标信息；
显示单元(2)，用于设置、显示诱导图形及笔尖标志图形，显示单元(2)包括设置模块(2a)和显示模块(2b)；设置模块(2a)能够设置诱导图形及笔尖标志图形的形状、颜色、大小和动态模式，能够设置输入单元(1)采集的实际笔尖位移量与显示模块(2b)所显示的笔尖标志图形位移量的比例；显示模块(2b)用于显示诱导图形及笔尖标志图形，笔尖标志图形在显示模块(2b)显示区域的位移受输入单元(1)中的实际笔尖位移控制，笔尖标志图形相对于显示区域坐标系的位移方向与输入单元(1)中的笔尖相对书写平面坐标系的平面位移方向相同，两者位移比例通过设置模块(2a)设置；
存储单元(3)，用于存储输入单元(1)获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息，用于存储诱导图形出现的位置坐标，用于存储字编号、所有字中常见的局部结构编号、笔划编号及它们之间的对照表；存储单元(3)包括编号对照表(3a)和熟练字编号表(3b)；编号对照表(3a)存储所有笔划的图案及每个笔划对应的唯一编号，存储所有字常见的局部结构的图案及每个局部结构对应的唯一编号，存储所有需要练习的文字中每个字的图案及每个字对应的唯一编号，存储每个字包含的局部结构对应的编号集合，存储每个字包含的笔划对应的编号集合及总笔划数目，存储每个局部结构包含的笔划编号集合及总笔划数目，存储输入单元(1)获得的每个字的笔尖轨迹坐标信息及诱导图形出现的位置坐标；熟练字编号表(3b)存储用户所有已达到书写要求的字对应的编号集合，该编号集合中字的编号与编号对照表中对应的字编号相同；
计算单元(4)，用于计算文字的练习顺序及诱导图形出现的位置坐标，计算单元(4)包括顺序计算模块(4a)和坐标计算模块(4b)；
所述顺序计算模块(4a)的计算步骤如下：
Ⅰ)首次使用该诱导式书法训练系统时，熟练字编号表(3b)中存储的编号集合为空集，用户自行输入第一个需要练习的字并进行书写练习；
Ⅱ)用户将认为达到练习要求的字对应的编号存入熟练字编号表(3b)中；
Ⅲ)当熟练字编号表(3b)中存储的编号集合非空时，根据熟练字编号表(3b)中已有的编号集合计算下一个需要练习的字；设所有需要练习的字对应的编号集合为T，熟练字编号表(3b)中的编号集合为A，所有熟练字包含的局部结构的编号集合为B，所有熟练字包含的笔划编号集合为C；首先求编号集合A在T中的补集即非熟练字的编号集合A*，在A*中取任意一个字a，设a包含的所有局部结构的编号集合为b，a包含的所有笔划的编号集合为c，设b与B交集对应的所有局部结构包含的所有笔划数为n，设c与C交集的元素个数为n′，而a的全部笔划数为m；计算A*中所有字的值，选取值最大的字作为下一个练习字，如果有多个不同的字其值相等且均为最大时，则计算这些具有相同值的字各自对应的的值，选择值最大的字作为下一个练习字，如果仍存在多个字对应的值相等且均为最大时，则由系统将这些字的图案显示让用户选择下一个练习字；
所述坐标计算模块(4b)进行如下计算：
根据显示单元(2)显示区域的大小及每个字的笔尖轨迹坐标信息，计算出每个字的笔尖轨迹在显示区域坐标系的坐标信息，每个字第一个笔划的起点位置和最后一个笔划的末端点位置自动设置为第一个及最后一个诱导图形出现位置坐标点；计...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗希，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61