CN101004635A - 一种基于力感的示屏信息显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明基于力感的示屏信息显示方法，属于计算机人机交互方法技术领域。首先接收一个力感信号和操作信号，并记录力感信号和操作信号的时间标记；从力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；对操作信号进行判断，当出现完整输入时，则将操作信号与上述标准力度特征一起发送，若不是，则继续等待操作信号输入；接收操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据标准力度特征，对文字信息显示样式和动画信息的属性进行调整设定后显示。本发明提出的示屏信息显示方法，结合了传统示屏信息显示的特性和力感人机交互设备的独特感知能力，将示屏信息显示和用户输入的情感特性有机的结合在一起。

Description

一种基于力感的示屏信息显示方法

技术领域

本发明涉及一种基于力感的示屏信息显示方法，属于计算机人机交互方法技术领域。

背景技术

基于力感的人机交互技术，是对使用者操作动作力予以感知和分析，向应用系统传递操作动作隐含的情绪和个性信息，并产生对应控制的交互技术。利用这项技术，能直观的把握人的操作意愿，简化操作方式，激发操作者的个性特质，创造操控的乐趣。同一种操作，可根据操控力的变化而演化出丰富的控制含义，交互的对象也能产生更加个性化的反馈和对应。力感知是多模态人机交互的一个重要通道，是一项比较前沿的交叉学科的底层技术。

基于这项技术的力感输入设备是一种全新的计算机人机交互设备。在几乎不改变现有设备操作模式的前提下，对使用者的操作力予以分析和感知，提取有效信息供后端应用。运用这一方式，使用者可以通过操作力度的微妙变化有效的将自己的情绪和个性意愿转化为不同的控制效果和计算机视觉听觉感受。

另一方面，现有的计算机示屏信息显示方法虽能满足一般情况下的信息表达和交互需要，在现行规范下可供选用的文字及动画样式也丰富多彩。但在许多场合，其表达的能力仍然十分有限。特别是在即时通讯、数字手稿、电子邮件等领域，使用者往往不会在短时间内对即时输入的信息作很多修饰和设置，许多表情和心理变化又难以通过简单的文字迅速传达。此外，由于计算机输入的趋同性，大量输入过程中的个性和情绪特征被淹灭在规范的印刷字体中。书法中历来讲究的意境和个性完全无法得以表达和释放。这对于很多具有纪念价值的文档和书信(Email)，无疑是一种损失。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于力感的示屏信息显示方法，主要针对力感型输入设备的示屏信息显示方法。通过由力感输入设备获取的输入动作的力信息，根据设定的对应规则调整并显示屏幕信息，产生丰富的对应效果，以展现输入者个性，表达输入动作背后的情绪倾向，从而提升示屏信息的表现力。

本发明提出的基于力感的示屏信息显示方法，有三种不同的实现方案，其中的第一种实现方案包括以下各步骤：

(11)接收一个力感信号和操作信号，并记录力感信号和操作信号的时间标记；

(12)从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；

(13)对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则将操作信号与上述标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；

(14)接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

上述方法中，根据标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(21)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(22)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(23)根据上述文字显示样式，显示文字。

上述方法中，根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(31)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(32)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(33)根据上述动画属性，显示动画。

本发明方法的第二种实现方案包括以下各步骤：

(41)接收一个力感信号，并记录信号的时间标记；

(42)从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；

(43)对上述标准力度特征进行动作事件完整性判断，当出现完整动作事件时，则发送上述标准力度特征，若不是完整动作事件，则继续等待力感信号输入；

(44)接收上述标准力度特征后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

上述方法中，根据标准力度特征对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(51)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(52)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(53)根据上述文字显示样式，显示文字。

上述方法中，根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(61)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(62)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(63)根据上述动画属性，显示动画。

本发明方法的第三种实现方案包括以下各步骤：

(71)接收操作信号，并记录操作信号的时间标记；

(72)对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则根据完整输入的所有时间标记产生一个标准力度特征，并将一次完整输入的所有操作信号与标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；

(73)接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

上述方法中，根据标准力度特征对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(81)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(82)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(83)根据上述文字显示样式，显示文字。

上述方法中，根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(91)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(92)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(93)根据上述动画属性，显示动画。

本发明提出的示屏信息显示方法，结合了传统示屏信息显示的特性和力感人机交互设备的独特感知能力，将示屏信息显示和用户输入的情感特性有机的结合在一起。利用现有的计算机信息处理方法，在不改变或几乎不改变传统软件平台的情况下，实现了与操作动作同步的实时力感效果显示。而这种显示效果完全是用户输入动作所包含的情绪本征的自然流露，无须专门的训练和学习即可运用自如。本发明对个性化的数字手稿、情感邮件、情感即时通讯以及其它文字相关的信息显示和娱乐交互都具有开创性的意义，具有广阔的应用前景和拓展空间。

附图说明

图1是本发明方法的第一种实现方案的处理流程图。

图2是第一种实现方案的一个实施例显示效果图。

图3是第一种实现方案的第二个实施例显示效果图。

图4是第一种实现方案的第二个实施例中，以字体为例建立的索引表。

图5是第一种实现方案的第三个实施例显示效果图。

图6是第一种实现方案的第四个实施例显示效果图。

图7是本发明方法的第二种实现方案的处理流程图。

图8是第二种实现方案的另一个实施例的显示效果图。

图9是本发明方法的第三种实现方案的处理流程图。

图3中的1是实施例二的一种英文输入显示效果，2、3分别是实施例二的一种中文输入显示效果，图8中的4是一动画对象。

具体实施方式

本发明提出的基于力感的示屏信息显示方法，有三种不同的实现方案，其中的第一种实现方案，其流程图如图1所示，包括以下各步骤：首先接收一个力感信号和操作信号，并记录力感信号和操作信号的时间标记；从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则将操作信号与上述标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

本发明方法的第二种实现方案，其流程图如图7所示，包括以下各步骤：首先接收一个力感信号，并记录信号的时间标记；从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；对上述标准力度特征进行动作事件完整性判断，当出现完整动作事件时，则发送上述标准力度特征，若不是完整动作事件，则继续等待力感信号输入；接收上述标准力度特征后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

本发明方法的第三种实现方案，其流程图如图9所示，包括以下各步骤：接收操作信号，并记录操作信号的时间标记；对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则根据完整输入的所有时间标记产生一个标准力度特征，并将一次完整输入的所有操作信号与标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

以下结合实施例，详细介绍本发明的内容。

为便于理解和说明，以下所有实施例均以键盘输入为准。对于鼠标点选或其它的输入方式和相应设备，其区别主要在于设备端的信号采集、处理和传递方式，不属于本发明范畴，故不作进一步说明。力感键盘输入设备的操作方法和普通键盘无异，故也不作特别说明。

本发明提出的示屏信息显示方法，其第一种实现方法的处理流程如图1所示。当用户输入时(击键时)，系统接收一个力感信号和操作信号，并记录该信号的时间标记。一方面，从上述力感信号提取操作力度特征，并对提取得力度特征进行归一化处理，得到标准力度特征；另一方面，对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则将操作信号与上述标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入。下一步，接收上述操作信号后按传统方法生成系统中的文字信息或(和)动画信息，并根据上述标准力度特征，生成文字信息样式或(和)动画属性，并按生产的文字样式或(和)动画属性显示文字或(和)动画信息。

上述第一种实现方案法的第一个实施例显示效果如图2所示。在该实例中，当用户开始击键动作，系统接收到力感信号和操作信号时，上述操作力度特征提取的方式是直接比较并提取力感信号的峰值作为力度特征值。而上述归一化处理的方法是，直接将该力度特征值与可能的最大力度值相除，得到一个0到1之间的标准力度特征值。上述操作信号进行是否为完整输入判断的方法是，当前一次操作信号为有按键按下(Key Down)而其后一次操作信号为有按键抬起(Key Up)，则为一次完整输入。当一次完整输入发生时，根据预先建立的标准力度特征与文字信息显示样式间的映射表产生对应得文字显示样式，显示文字。存该实施例中，上述映射表是指由函数：

定义的标准力度特征与(西文)字符大小写的对应关系。其中，x是上述标准力度特征值，T是一个0到1之间的给定阈值。当计算得到的y值为小写时，则输出操作信号对应按键的小写字符，否则输出操作信号对应按键的大写字符。

上述第一种实现方案的第二个实施例显示效果如图3所示。该实施例中，所述操作力度特征提取和归一化处理的方法与实施例一相同。所述操作信号进行是否为完整输入判断的方法是：对于西文字符等仅需一次(击键)操作动作就可完成一次字符输入的情况，当前一次操作信号为有按键按下(Key Down)而其后一次操作信号为有按键抬起(Key Up)，则为一次完整输入；对于中文字符或西文整词录入等需要多次(击键)操作动作才能完成一次字符输入的情况，一次完整输入包含从一次字符输入动作开始到该过程的最后一个按键抬起的所有操作信号。

该实施例中，标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表建立方式如下：

对字体样式属性中的字号、字符间距、字符高度、宽度、字符纵向位置(上升或下降值)、字体颜色、字体背景颜色以及字体特效中的阴影、空心、阴文、阳文的程度等具有一定变化范围的数值属性，由用户选取一个或多个进行设定。对任意一种数值属性，构造函数F：

y＝F(x)

其中x为标准力度特征值，函数的值y作为该字体数值属性的值，从而建立映射表对应。根据不同情况，该函数F可事先给出或由用户自行定义。函数F可以是简单的指数函数、对数函数等线性函数，也可以是其它复杂函数。以字号为例，定义函数：

y0＝f(x)＝fMin+(fMax-fMin)*x

其中x为标准力度特征值，fMin、fMax分别为用户设定的最小和最大的字号显示值，函数的计算结果y0即为实际的字号显示值。

对字体样式属性中的(西文)大小写、字体、字形、字体特效中的下划线、删除线、上标、下标等只能通过列举指定的枚举属性，定义一个或多个索引表，每个表为预选选定的多个枚举属性值的有序队列。对每个索引表，定义函数F1：y1＝F1(x)

其中x为标准力度特征值，y1为该索引表的索引值，从而建立映射表对应。根据不同情况，该函数F可事先给出或由用户自行定义。函数F可以是简单的指数函数、对数函数等线性函数，也可以是其它复杂函数。以字体为例，建立如图4所示的索引表，并定义函数：

y2＝f2(x)＝indexMax*x

其中x为标准力度特征值，indexMax为该索引表的最大索引值(该例中为5)，函数的计算结果y2即为实际显示的字体样式属性所对应的索引值。

图3中，文字1和文字2分别是对字号和透明度(灰度)映射后的英文和中文输入显示效果。文字3是对字体索引映射后的输入显示效果。

上述第一种实现方案的第三个实施例显示效果如图5所示。该例是实施例二的一种特殊情况。所述操作力度特征提取和归一化处理的方法与实施例一相同。所述操作信号进行是否为完整输入判断的方法是：只接受预先设定的特定按键操作信号，当接受到一个该特定按键按下(Key Down)的操作信号时，即认为是一次完整输入。当一次完整输入发生时，跳过产生文字信息步骤，根据预先建立的标准力度特征与文字信息显示样式间的映射表产生对应得文字显示样式，将产生的文字显示样式应用于光标位置后的一个或多个字符(单词)，并向后移动光标位置。其产生文字信息显示样式的方法与实施例二相同。

运用上述实施例三的方法，可以对现存的文档添加力感显示效果，也可以对按实施例二的方式产生的文档进行再编辑，以修改或更换显示效果。

上述第一种实现方案的第四个实施例显示效果如图6所示。除具有实施例二的所有特性外，还包含了动画信息的显示方法。其标准力度特征与动画属性之间的映射表的建立方法为：

对一个由操作信号产生的动画对象(如一个字符)的动画属性(如飞行速度)，构造函数F2：

y3＝F2(x)

其中x为标准力度特征值，函数的值y3作为该动画对象的动画属性值，从而建立映射表对应。根据不同情况，该函数F3可事先给出或由用户自行定义。函数F3可以是简单的指数函数、对数函数等线性函数，也可以是其它复杂函数。在本实例中，每个字符对象的x轴和y轴方向上的飞行速度值Vx，Vy由函数：

(Vx，Vy)＝f2(x)＝(Vx1，Vy1)+x*(VxM，VyM)

定义，其中x为标准力度特征值，(Vx，Vy)为最大飞行速度值，(VxM，VyM)为最小飞行速度值。

如图中所示，当用户开始输入时，按键对应字符首先出现在预先选择方向的屏幕边缘位置，并按上述方法确定的飞行速度飞入，停留在预定位置(屏幕正中)。图六截取了动画中的两帧，以说明具体动画播放效果。

需要说明的是，可供设定的动画属性由具体的动画软件决定，动画对象除文字外，也可以是图片、卡通等其它图形对象。

本发明提出的示屏信息显示方法，其第二种实现方案的处理流程如图7所示。当用户输入时(击键时)，系统接收一个力感信号并记录该信号的时间标记。从上述力感信号提取操作力度特征，并对提取得力度特征进行归一化处理，得到标准力度特征；对上述标准力度特征进行动作事件完整性判断，当出现完整动作事件时，则发送上述标准力度特征，否则继续等待力感信号输入。接收上述标准力度特征后按传统方法生成系统中的文字信息或(和)动画信息，并根据上述标准力度特征，生成文字信息样式或(和)动画属性，并按生成的文字样式或(和)动画属性显示文字或(和)动画信息。

上述本发明的第二种实现方案的一个实施例的显示效果与图5(实施例三)一致。该实施例中，从力感信号提取操作力度特征的方法和对该力度特征进行规一化的方法与实施例三一致。对标准力度特征进行动作事件完整性判断的方法是：将上一次完整动作事件出现后最新一次力感信号输入的所有标准力度特征及其每个标准力度特征对应的时间标记按时间顺序排列后带入一信号检测函数计算，该信号检测函数可具有多种形式。以一种简单的情况为例，该信号检测函数判断输入信号是否构成一个正向脉冲，若是，则判断出现完整动作事件，并将该脉冲的峰值作为标准力度特征发送。否则，则判断不是完整动作事件，继续等待力感信号输入。当接收到上述标准力度特征后，跳过产生文字信息步骤，根据预先建立的标准力度特征与文字信息显示样式间的映射表产生对应得文字显示样式，将产生的文字显示样式应用于光标位置后的一个或多个字符(单词)，并向后移动光标位置。其产生文字信息显示样式的方法与实施例二相同。

实施例五的方法，可应用于持续按压一按键，以按压力度变化来更改文字显示样式的情形。

上述本发明的第二种实现方法，其另一种实施例(实施例六)的显示效果如图8所示。该实施例中，从力感信号提取操作力度特征的方法和对该力度特征进行规一化的方法以及对标准力度特征进行动作事件完整性判断的方法与实施例五一致。当接收到上述标准力度特征后，在屏幕上显示一个动画对象4，并根据上述标准力度特征，计算该动画对象13的动画属性(飞行速度、对象大小)。其动画属性生成的原理与实施例四一致。

如图8所示，自上而下的三幅图分别表现了动画对象4在一次完整动作事件发生后的一段由小到大，由低到高的动画化过程。

本发明提出的示屏信息显示方法，其第三种实现方法的处理流程如图9所示。当用户输入时(击键时)，系统接收操作信号并记录该信号的时间标记。对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则根据完整输入的所有时间标记产生一个标准力度特征，并将一次完整输入的所有操作信号与标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入。下一步，接收上述操作信号后按传统方法生成系统中的文字信息或(和)动画信息，并根据上述标准力度特征，生成文字信息样式或(和)动画属性，并按生产的文字样式或(和)动画属性显示文字或(和)动画信息。

上述根据完整输入的所有时间标记产生一个标准力度特征的一种方法是：用这些时间标记中的最大值和最小值的差除以一个预定义的标准值，得到的一个0-1之间的浮点数即为标准力度值。(当该差值大于标准值时，则将标准力度值设为1)。

应用种方法，可以用非力感输入设备实现部分使用力感输入设备的示屏显示效果。由于处理方式与本发明第一种实现方法无异，其具体的应用效果可以参考实施例1-4。

Claims (9)

1、一种基于力感的示屏信息显示方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

(11)接收一个力感信号和操作信号，并记录力感信号和操作信号的时间标记；

(12)从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；

(13)对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则将操作信号与上述标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；

(14)接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(21)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(22)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(23)根据上述文字显示样式，显示文字。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(31)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(32)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(33)根据上述动画属性，显示动画。

4、一种基于力感的示屏信息显示方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

(41)接收一个力感信号，并记录信号的时间标记；

(42)从上述力感信号中提取操作力度特征，并对该力度特征进行规一化处理，得到标准力度特征；

(43)对上述标准力度特征进行动作事件完整性判断，当出现完整动作事件时，则发送上述标准力度特征，若不是完整动作事件，则继续等待力感信号输入；

(44)接收上述标准力度特征后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(51)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(52)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(53)根据上述文字显示样式，显示文字。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(61)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(62)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(63)根据上述动画属性，显示动画。

7、一种基于力感的示屏信息显示方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：

(71)接收操作信号，并记录操作信号的时间标记；

(72)对上述操作信号进行是否为完整输入判断，当出现完整输入时，则根据完整输入的所有时间标记产生一个标准力度特征，并将一次完整输入的所有操作信号与标准力度特征一起发送，若不是完整输入，则继续等待操作信号输入；

(73)接收上述操作信号后显示系统中的文字信息或动画信息，并根据上述标准力度特征，对文字信息显示样式进行调整后显示，对动画信息的属性进行设定后显示。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征对文字信息显示样式进行调整的方法包括以下步骤：

(81)建立标准力度特征与文字信息显示样式之间的映射表；

(82)根据上述映射表，由标准力度特征得到文字显示样式；

(83)根据上述文字显示样式，显示文字。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述的根据标准力度特征，对动画信息的属性进行设定后显示的方法包括：

(91)建立标准力度特征与动画属性之间的映射表；

(92)根据上述映射表，由标准力度特征得到动画属性；

(93)根据上述动画属性，显示动画。

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