一种游戏化视觉训练方法技术

一种游戏化视觉训练方法，属于视觉训练技术领域。该方法基于计算机基本组件和红蓝分视眼镜等硬件设备，通过红蓝立体显示原理设计训练内容，利用眼球主动运动的原理，牵引训练者的眼球运动，提升睫状肌和眼外肌的收缩能力、立体视觉、注意力和视觉分辨能力，进而达到视疲劳防治、近视防控的效果。考虑到几何图形对于儿童青少年视空间能力发展的促进作用，训练中的视标采用一系列带开口方向的立体几何图形，且通过各种方式实现游戏难度变化，激发并维持儿童青少年玩家的内部动机，提升视觉训练的依从性。同时，也可通过游戏缓解儿童青少年的学习压力，供儿童青少年休闲娱乐，有助于儿童青少年释放情绪，兼具实用性和趣味性。

【技术实现步骤摘要】
一种游戏化视觉训练方法
本专利技术属于视觉训练
，具体涉及一种适用于儿童青少年学生、基于计算机和红蓝立体显示技术的游戏化视觉训练方法。
技术介绍
人类获取信息的83％来自视觉，21世纪的生活方式使得人们更多地使用近视力，普遍存在与用眼过度有关的视觉问题，如近视和视疲劳。一直保持双眼聚焦在一米范围内的人群是罹患近视和视疲劳的主要群体，例如儿童青少年学生群体，当视疲劳严重时，导致阅读漏字串行、难以持久阅读、注意力不集中和抄写文字困难等学习障碍。缓解视疲劳的治疗方法有很多，包括手术、药物、按摩和视觉训练等，手术治疗对于青少年过于极端，药物治疗只能缓解短期不适，且以眼保健操为代表的眼部按摩是以让眼睛接受被动按摩的方式进行的，达不到眼球主动运动的效果，因此大部分人会希望采用视觉训练的方式进行缓解。如今，市面上有很多视觉训练产品，但是其操作复杂、价格高昂，且进行视疲劳防治时，大部分情况下需要前往医院或者专门的眼保健养生馆，缺少便利的视觉训练产品。8-17岁儿童青少年的瞳距为46mm-70mm不等，人眼视域在10°-15°时，能较为准确地捕捉动态信息且注意力较好，而眼球转动幅度通常在18°左右，因此眼球转动幅度范围为10°-18°时可以达到眼肌锻炼和注意力训练的作用。红蓝分视眼镜利用色差互补的原理进行分视，左眼红色镜片过滤除了红色光以外的其它光，右眼蓝色镜片过滤除了蓝色光以外的其它光，理想情况下双眼的颜色信息互补，得到RGB颜色通道中颜色信息相对较全的红蓝图像。人可以通过双眼视差来获得立体感，对图像加入视差设置，会得到立体效果，虽然这种方式实现的立体效果会丧失部分信息，但是人的大脑还是会在残缺信息的欺骗下合成出一幅完整的图像，立体视锐度大于800″(秒弧)为立体盲，正常人可接受800″视差的图像，在大脑合成为立体效果图像。人眼视物存在模糊适应的情况，专家猜测推测模糊适应是由神经系统代偿引起的适应反应，如果眼睛处于模糊环境一段时间后，眼睛会适应模糊状态，眼睛努力看清模糊状态中的物象，视觉分辨能力将提升。此外，由于信息学和游戏技术的发展，电子游戏的普及程度越来越高，不仅用于娱乐目的，也用于康复领域，2020年6月，美国食品药品监督管理局首次批准电子游戏为8-12岁儿童青少年注意力治疗的处方药。为解决眼球主动运动和眼肌训练的问题，眼科医学届已有相关研究和方案，其中与本专利技术较为接近的技术方案包括：论文(彭伟，基于眼肌运动调节机制的近视矫正训练系统研究[D].中国科学技术大学,2017.)该方法是在总结几种主动式眼保健操后，提出一种15个动态点的眼球运动模型，引导眼球进行主动式眼球训练，但是该方法视标点数有限，眼球运动轨迹有限，且缺乏趣味性。专利技术专利(申请号：CN201410373159.8，名称：睫状肌训练方法)提出一种通过成像装置投射大小变化的像体刺激视觉神经的方法，可达到增强睫状肌调节晶状体能力的效果，但该方法有一定的视觉刺激感，在实际应用中并不乐见。论文(王少巍，游戏化在视觉形态感知训练中的探索与设计实践[D].浙江大学,2017.)提出将视觉训练种融入游戏化元素，但该方法是基于视觉形态感知训练而开发的训练游戏模型，并没有体现眼肌运动特性和视疲劳相关防治办法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种使用设备简易、支持随时随处进行、训练内容有趣且使用方法简单的专门针对儿童青少年眼肌训练以缓解视疲劳的训练方法。本专利技术提供如下技术方案：一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：包括以下步骤:步骤1：向训练用计算机系统中输入训练者的瞳距、选择视标尺寸、选择训练模式、选择训练时间；步骤2：根据步骤1中的瞳距计算计算机屏幕上视标在水平距离上的注意范围；以屏幕中心位置为原点，由注意范围和屏幕高度计算得出视标位置范围；根据步骤1中选定的视标尺寸，计算设定视距下的视标高度；步骤3：根据步骤1及步骤2中数据得出关于随机视标的方向、颜色、种类数据；步骤4：根据步骤1、步骤2及步骤3中数据，确定视标数据信息，通过设置视差，制作视标的立体图；步骤5：屏幕逐个呈现带视差的随机视标，用户带上戴上红蓝分视眼镜，通过完成视标任务获取分数。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述步骤1中，所述训练模式以背景图为区别按照难度递增的顺序依次包括纯白背景图模式、静态干扰图模式及动态干扰图模式，所述静态干扰图包括静态斑点干扰图、静态条纹干扰图、静态螺旋干扰图，所述动态干扰图包括动态斑点干扰图、动态条纹干扰图、动态螺旋干扰图。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述静态干扰图及动态干扰图中的黑点直径、线条宽度、螺旋线条宽度均适配为相应视标高度的1/5，静态干扰图及动态干扰图中的点、线间距值为视标高度1/5，静态干扰图及动态干扰图居于视标下方，动态干扰图的转速为0.5r/min。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述训练方法包括游戏化训练级别计算、计分及计时功能。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：随着游戏化训练级别的增大，视标尺寸从大到小变换、透明度从小到大变换。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述视标为一组带有开口的几何图形。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述步骤5中，用户带上戴上红蓝分视眼镜，根据视标开口方向进行反馈互动，完成视标任务。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述步骤3中，所述视标为半封闭矢量图，被随机直线切割为两部分，并分别以红、蓝色填充。所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：训练时双眼平视屏幕，双眼高于屏幕并与屏幕保持至少40cm的视距。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术使用一系列立体显示的几何图形为视标，对于儿童青少年的视空间能力发展具有促进作用；通过随机位置的设置、红蓝立体效果图、透明度改变及模糊适应等方式，提升眼肌调节能力、立体视觉及视觉分辨能力，进而达到视疲劳防治、近视防控的目的；具有实用性和趣味性，其游戏难度变化特点可持续激发并维持玩家进行反复训练，提升训练的依从性。附图说明图1为本专利技术的眼球转动注意范围说明示意图；图2为本专利技术的红蓝视差计算说明示意图；图3为本专利技术的红蓝分视成像原理说明示意图；图4为本专利技术的视标显示流程说明示意图；图5为本专利技术的训练游戏使用流程图；图6为本专利技术的游戏化训练级别递增流程图；图7为本专利技术的各级透明度说明示意图；图8为本专利技术的三种干扰图案示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：包括以下步骤:/n步骤1：向训练用计算机系统中输入训练者的瞳距、选择视标尺寸、选择训练模式、选择训练时间；/n步骤2：根据步骤1中的瞳距计算计算机屏幕上视标在水平距离上的注意范围；以屏幕中心位置为原点，由注意范围和屏幕高度计算得出视标位置范围；根据步骤1中选定的视标尺寸，计算设定视距下的视标高度；/n步骤3：根据步骤1及步骤2中数据得出关于随机视标的方向、颜色、种类数据；/n步骤4：根据步骤1、步骤2及步骤3中数据，确定视标数据信息，通过设置视差，制作视标的立体图；/n步骤5：屏幕逐个呈现带视差的随机视标，用户带上戴上红蓝分视眼镜，通过完成视标任务获取分数。/n

【技术特征摘要】
1.一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：包括以下步骤:
步骤1：向训练用计算机系统中输入训练者的瞳距、选择视标尺寸、选择训练模式、选择训练时间；
步骤2：根据步骤1中的瞳距计算计算机屏幕上视标在水平距离上的注意范围；以屏幕中心位置为原点，由注意范围和屏幕高度计算得出视标位置范围；根据步骤1中选定的视标尺寸，计算设定视距下的视标高度；
步骤3：根据步骤1及步骤2中数据得出关于随机视标的方向、颜色、种类数据；
步骤4：根据步骤1、步骤2及步骤3中数据，确定视标数据信息，通过设置视差，制作视标的立体图；
步骤5：屏幕逐个呈现带视差的随机视标，用户带上戴上红蓝分视眼镜，通过完成视标任务获取分数。


2.根据权利要求1所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述步骤1中，所述训练模式以背景图为区别按照难度递增的顺序依次包括纯白背景图模式、静态干扰图模式及动态干扰图模式，所述静态干扰图包括静态斑点干扰图、静态条纹干扰图、静态螺旋干扰图，所述动态干扰图包括动态斑点干扰图、动态条纹干扰图、动态螺旋干扰图。


3.根据权利要求2所述的一种游戏化视觉训练方法，其特征在于：所述静态干扰图及动态干扰图中的黑点直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱飞岳，刘苗，陆佳峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33