CN105867660B - 一种电子粉笔 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子仿真技术领域，具体说，涉及一种电子粉笔，包括：压感笔、手绘屏及处理器；所述压感笔用于通过前端的压力笔尖将书写压力传导至所述手绘屏，所述手绘屏用于将书写压力的坐标及压力值输入至所述处理器，所述处理器用于根据感知的笔尖类别、所述压力坐标及所述压力值将自然粉笔的书写过程模拟输出至所述手绘屏的绘制区域。本发明能够模拟传统粉笔在黑板上绘制的字迹。

Description

一种电子粉笔
技术领域
本发明属于电子仿真技术领域，具体说，涉及一种电子粉笔。
背景技术
传统的教学方式中，教师上课需要使用黑板与粉笔，一般使用黑白粉笔(彩色粉笔成本较高)进行书写。黑板在放大镜下不是平整的，而是存在细小的突起(谷峰)与沟壑(谷底)，粉笔在书写过程中，随着粉笔在黑板上按下，根据压力大小，黑板与粉笔接触面的部分谷底区域会充塞笔尘变为白色，而谷峰区域则仍然为黑色。随着粉笔的移动，笔尖与黑板接触之处的谷底不断被染为白色，呈现出一种特有的笔锋。虽然传统的粉笔可书写出具有特有笔锋的字迹，但同时具有如下缺点：粉笔书写时需要消耗粉笔，并产生粉尘，损伤人体健康；笔迹大小固定，近视学生可能无法看清；需要不断重擦黑板；无法留存书写记录。
目前电子教学已经得到普及，因此，亟需一种能够完全模拟自然粉笔书写过程，并具有传统粉笔书写效果(笔锋)的电子粉笔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子粉笔，以模拟自然粉笔书写过程。
本发明的实施例提供了一种电子粉笔，包括：压感笔、手绘屏及处理器；压感笔用于通过前端的压力笔尖将书写压力传导至手绘屏，手绘屏用于将书写压力的坐标及压力值输入至处理器，处理器用于根据感知的笔尖类别、压力坐标及压力值将自然粉笔的书写过程模拟输出至手绘屏的绘制区域。
进一步，处理器还用于通过选择预设的笔锋粗细参数及笔锋锐度参数，并根据书写压力的大小输出相应清晰度的笔迹。
进一步，处理器还用于通过选择预设的色彩值输出相应色彩的笔迹。
进一步，处理器还用于存储模拟输出的笔迹。
进一步，处理器还用于检测压感笔笔尾点击绘制区域的信号，并根据信号清除绘制区域上的笔迹。
与现有技术相比本发明的有益效果是：能够模拟传统粉笔在黑板上绘制的字迹。
具体实施方式
下面通过实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
本实施例提供了一种电子粉笔，包括：压感笔(外形类似传统签字笔)、手绘屏及处理器；压感笔用于通过前端的压力笔尖将书写压力传导至手绘屏(一种计算机输入以及显示设备)，手绘屏用于(通过HID接口)将书写压力的坐标及压力值输入至处理器，处理器用于根据感知的笔尖类别、压力坐标及压力值将自然粉笔的书写过程模拟输出至手绘屏的绘制区域。
在本实施例中，处理器还用于通过选择预设的笔锋粗细参数及笔锋锐度参数，并根据书写压力的大小输出相应清晰度(更清晰的)的笔迹。
在本实施例中，处理器还用于通过选择预设的色彩值输出相应色彩的笔迹。
在本实施例中，处理器还用于存储模拟输出的笔迹。
在本实施例中，处理器还用于检测压感笔笔尾点击绘制区域的信号，并根据信号(快速)清除绘制区域上的笔迹。
该电子粉笔的工作过程如下：
当压感笔在手绘屏上落下时，处理器采集到落下事件，感知其坐标、压力值、笔尖类别，然后将手绘屏坐标值转换为显示器坐标。在屏幕上压感笔落点处，根据此时的压力，以及预设好的笔锋粗细，笔锋锐度参数，计算出压力半径r0，以此半径为区域，模拟实际粉笔落点图形，生成多个随机子点，并根据事先设定的色彩值填充子点。此区域称之为笔锋绘制区(PPA)，记录点坐标记为(x0,y0)，压力为p0，笔尖落下时间为t0。
当压感笔移动时，处理器实时采集压感笔移动到的坐标、时间、压力值，并计算压力半径Rn，记录点坐标为(xn,yn)，压力位pn,笔尖落下时间为tn。
压感笔每一次移动，处理器都取出最近经历的4个点，然后进行曲线拟合，以平滑落点轨迹。在本点到上一拟合点之间增加10个插值点(Mid Point)，每个插值点都根据压力Pn、时间间隔值DeltaTn、压力值Pn，计算此时的压力半径rn，生成笔锋绘制区(PPA)，并填充子点。计算完毕后，快速擦除最近经历的4个点在屏幕上显示，并将新计算出来的40个圆形笔锋绘制区绘制到屏幕上。随着压感笔的不断移动，屏幕实时进行绘制，直到笔尖抬起。
本发明通过提供一种电子粉笔，具有如下技术效果：
1)可以模拟传统粉笔在黑板上绘制的字迹；
2)自由选择笔锋粗细以及色彩；
3)可快速擦写黑板；
4)可保留书写记录并重现；
5)压感笔无需内置电池即可工作，使用与维护均方便。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (4)

1.一种电子粉笔，其特征在于，包括：压感笔、手绘屏及处理器；所述压感笔用于通过前端的压力笔尖将书写压力传导至所述手绘屏，所述手绘屏用于将书写压力的坐标及压力值输入至所述处理器，所述处理器用于根据感知的笔尖类别、所述书写压力的坐标及所述压力值将自然粉笔的书写过程模拟输出至所述手绘屏的绘制区域；
所述处理器还用于通过选择预设的笔锋粗细参数及笔锋锐度参数，并根据书写压力的大小输出相应清晰度的笔迹；
所述处理器还用于，在所述手绘屏上的所述压感笔落点处，根据此时的压力，以及预设好的笔锋粗细、笔锋锐度参数，计算出压力半径，以此半径为区域，模拟实际粉笔落点图形，生成多个随机子点，并根据事先设定的色彩值填充子点；
所述处理器还用于，所述压感笔每一次移动，所述处理器都取出最近经历的4个点，然后进行曲线拟合，以平滑落点轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种电子粉笔，其特征在于，所述处理器还用于通过选择预设的色彩值输出相应色彩的笔迹。
3.根据权利要求1所述的一种电子粉笔，其特征在于，所述处理器还用于存储模拟输出的笔迹。
4.根据权利要求1所述的一种电子粉笔，其特征在于，所述处理器还用于检测所述压感笔笔尾点击所述绘制区域的信号，并根据所述信号清除绘制区域上的笔迹。
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