CN107784882A - 一种交互式教学数字出版系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交互式教学数字出版系统，克服了目前数字出版系统较为封闭、缺少交互式教学功能以及后续的增值服务问题。它包括数字出版制作工具、数字出版商城和阅读器，所述数字出版制作工具将预配置的交互式教学模板和组件，与素材结合打包成符合EPUB3标准的数字出版物，并上传到数字出版商城；所述数字出版商城处理用户认证、授权、购买、支付和下载请求，管理用户关注、笔记和会话交互式教学请求；所述阅读器从数字出版商城购买和下载数字出版物，打开并显示数字出版物，支持关注、笔记和会话交互式教学功能。该发明为单向、静态的数字出版系统增加了双向、动态的交互式教学功能，同时为数字出版系统提供交互式教学增值服务。
Description
技术领域
本发明属于计算机以及多媒体技术领域，具体涉及一种数字出版物制作、购买、阅读和交互式教学增值服务，更确切的说是一种基于EPUB 3标准的交互式教学数字出版系统。
背景技术
随着信息技术的发展，数字出版和网络教学已经普遍被人们所接受，在这方面的研究也取得了显著的成就，形成了一些工业标准，其中就包括EPUB 3（ElectronicPublication）和WebRTC（Web Real-Time Communication）标准。EPUB 3标准由国际数字出版论坛提出，基于HTML5技术，具有最新的互动内容、富媒体和全球多语言支持的特性，具有结构化、设备中立和易用性等特点，目前已经成为了数字出版物的最新产业标准。WebRTC是一个支持网页进行实时语音和视频对话的万维网联盟推荐标准，得到了包括Google，Mozilla和Opera等业界领先浏览器公司的鼎力支持。
专利授权公告号为CN 101917441B的发明专利提出“一种移动数字出版系统”，该系统根据移动终端屏幕分辨率制作混合图片、文字、声音、动画、视频五种元素的移动数字媒体内容。媒体上传装置包括出版社用户登录和身份认证，把媒体文件包上传到媒体存储装置。计费服务器包括第三方支付接口和内部阅读币管理，处理所述WAP 终端浏览器和所述客户端装置阅读器的计费请求。
专利授权公告号为CN 101751379B的发明专利公开了“一种电子报纸文档制作的方法和设备”，通过该方法所制作的电子报纸文档能够适合于在有着不同显示环境的各种手持数字设备上进行阅读。该专利按照版面定制需求采用可扩展标记语言XML组织XML版次目录文档与XML版面文档。构建的电子报纸对象的呈现方法包括制作时决定与呈现时决定两种类型。
专利授权公告号为CN 100417155C的发明专利提出“远程教学多模式实时多媒体交互系统”，该系统通过远程教学现场的多媒体录制和网络传输，实现远程教学全部现场的直播和师生间的多媒体实时多媒体交互。主要特点在于该系统由多媒体客户端、会议服务中心和多点控制单元组成。视频转换编码引擎使用MPEG-7转换编码提示参数配置工具，调用分层编码算法为不同带宽的客户端提供不同码率的视频流。
上述三篇公开的专利文献属于数字出版领域和网络教学领域，与本发明的技术领域相同或接近。但是上述公开的技术都存在以下问题：
（1）目前数字出版系统和网络教学系统是各自封闭的系统。数字出版系统能够生成包含丰富知识、图文并茂的电子教科书，但缺少关注，笔记和会话等交互式教学功能。网络教学系统基于视频会议模拟实时课堂场景，但无法课后答疑解惑，尤其当学生放学回家后看不懂教科书中某页某行的时候需要教师或同学来答疑解惑。
（2）目前数字出版系统的盈利在数字出版物卖出后即告终止，缺少配套的增值服务，无法向购买者收取后续的增值服务费用。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种交互式教学数字出版系统，该系统为单向、静态的数字出版系统增加双向、动态的交互式教学功能，为数字出版系统提供交互式教学增值服务。当学生放学回家后看不懂电子教科书中某页某行的时候，标记为有疑问，邀请老师或同学使用即时通讯、语音和视频对话等交互式教学方法来答疑解惑。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种交互式教学数字出版系统，包括数字出版制作工具、数字出版商城和阅读器，所述数字出版制作工具将预配置的交互式教学模板和组件，与素材结合打包成符合EPUB3标准的数字出版物，并上传到数字出版商城；所述数字出版商城处理用户认证、授权、购买、支付和下载请求，管理用户关注、笔记和会话交互式教学请求；所述阅读器从数字出版商城购买和下载数字出版物，打开并显示数字出版物，支持关注、笔记和会话交互式教学功能。
采用上述技术方案的发明，在单向、静态的数字出版系统上增加双向、动态的交互式教学功能，而且为数字出版系统提供交互式教学增值服务。
进一步来说，所述数字出版制作工具包括依次连接的制作工具交互式教学模块、HTML5编辑模块和EPUB3格式打包模块，所述制作工具交互式教学模块与数字出版商城相连，从数字出版商城下载关注、笔记和会话交互式教学模板和组件到本地磁盘；所述HTML5编辑模块读取本地磁盘的交互式教学模板和组件，与素材结合生成HTML5页面，保存到本地磁盘；所述EPUB3格式打包模块读取本地磁盘的HTML5页面，根据输入的EPUB3元数据打包生成EPUB3格式的数字出版物，上传到数字出版商城。
进一步来说，所述数字出版商城包括商城交互式教学模块、用户认证和授权模块，以及商城购买支付模块，所述商城交互式教学模块与数字出版制作工具相连，提供关注、笔记和会话交互式教学模板和组件下载，交互式教学模块同时与阅读器相连，提供关注、笔记和会话交互式教学服务；所述用户认证和授权模块通过与数字出版制作工具相连，进行用户认证和授权，接收数字出版制作工具上传的EPUB3文件，进行加密处理，所述用户认证和授权模块同时与阅读器相连，进行用户认证和授权，提供EPUB3文件和解密密钥供下载；所述商城购买支付模块与阅读器相连，提供用户购买和支付服务。
进一步来说，所述阅读器包括阅读器购买支付模块、EPUB3渲染模块和阅读器交互式教学模块，阅读器购买支付模块与数字出版商城相连，浏览和购买数字出版物，下载数字出版物到本地磁盘；所述EPUB3渲染模块打开并渲染本地磁盘的EPUB3格式的数字出版物，提供缩放、跳转、翻页、查看目录阅读体验；所述阅读器交互式教学模块与数字出版商城相连，为用户提供关注、笔记和会话交互式教学功能。
进一步来说，所述EPUB3 渲染模块包括EPUB3格式验证和解压，EPUB3元数据解析和解密以及HTML5文件渲染，其中HTML5文件渲染采用支持WebRTC特性的定制WebKit浏览器内核来实现，Webkit浏览器内核相对Trident，Gecko和Presto等浏览器内核的优势是（1）可移植性强：已经支持iOS，Android，Windows，Mac OS X，Linux操作系统；（2）HTML5页面渲染速度快；（3）内存消耗少；（4）开放源代码，方便定制以增强功能，比如可以很方便地增加WebRTC模块的支持。在翻页过程中，EPUB3渲染模块在后台线程预先加载当前页面相邻的HTML5页面到内存中，这样可以减少翻页过程中由于加载HTML5页面造成的延迟和等待。
进一步来说，所述阅读器交互式教学模块使用Javascript技术实现关注和笔记，使用WebRTC技术实现会话。由于Javascript和WebRTC都是通用的Web标准技术，用Javascript技术实现关注和笔记，用WebRTC技术实现会话与目前用原生代码来实现关注、笔记和会话相比的优势是：（1）直接嵌入网页中运行，编写一次，到处运行；（2）跨平台：用Javascript技术实现关注和笔记，用WebRTC技术实现会话在iOS， Android，Windows，MacOS X以及 Linux平台上都能运行，不需要为各个平台编写各自的原生代码实现；（3）最优的性能：因为WebKit浏览器内核是各个平台的组成部分，因此各个平台厂商（Google，Apple等）每年都投入巨资优化WebKit浏览器内核在各自平台上的性能。因此用Javascript技术实现关注和笔记，用WebRTC技术实现会话只需要更新内嵌的WebKit浏览器内核就能尽享最优的性能，而不需要自己投入巨资在各个平台上优化原生实现关注、笔记和会话的性能。
附图说明
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明的数字出版制作工具工作机制示意图；
图3为本发明的数字出版商城工作机制示意图；
图4为本发明的阅读器工作机制示意图；
图5为本发明使用WebRTC技术来实现语音和视频对话的工作机制示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1所示，一种基于EPUB 3标准的交互式教学数字出版系统，包括数字出版制作工具1、数字出版商城2和阅读器3三个部分。图1中描述了本发明实际运行系统的结构以及模块间的连接关系。其中数字出版制作工具1将预配置的交互式教学模板和组件，与制作者（系统工作人员）提供的素材（包括但不限于文字，音频文件，视频文件，Javascript文件，风格样式表文件等）结合打包成符合EPUB3标准的数字出版物，并上传到数字出版商城2；所述数字出版商城2处理用户认证、授权、购买、支付和下载请求，管理用户关注、笔记和会话交互式教学请求；所述阅读器3从数字出版商城2购买和下载数字出版物，打开并显示数字出版物，支持关注、笔记和会话等交互式教学功能。
以下分别对本发明的三个主要模块子系统（包括数字出版制作工具1、数字出版商城2和阅读器3）的工作机制进行说明。
数字出版制作工具
数字出版制作工具1工作机制如图2所示，它包括制作工具交互式教学模块11、HTML5编辑模块12和EPUB3格式打包模块13三个部分。制作工具交互式教学模块11通过网络和数字出版商城2相连，从数字出版商城2下载关注、笔记和会话等交互式教学模板和组件到本地磁盘；HTML5编辑模块12读取本地磁盘的交互式教学模板和组件并呈现给制作者，把交互式教学模板和组件与制作者提供的素材结合生成HTML5页面，保存到本地磁盘；EPUB 3格式打包模块13读取本地磁盘的HTML5页面，根据制作者输入EPUB 3元数据（包括但不限于首页封面、章节前后次序、书名，定价，作者等）打包生成EPUB 3格式的数字出版物，上传到数字出版商城2。
数字出版商城
数字出版商城2包括商城交互式教学模块21、用户认证和授权模块22和商城购买支付模块23三个部分，其工作机制如图3所示，商城交互式教学模块21通过网络与数字出版制作工具1相连，提供关注、笔记和会话（包括即时通讯、语音和视频对话）等交互式教学模板和组件下载，商城交互式教学模块21通过网络与阅读器3相连，提供关注、笔记和会话（包括即时通讯、语音和视频对话）等交互式教学服务，关注服务采用数据库记录每个用户关注的其他用户的列表，支持用户通过阅读器3关注和取消关注其他用户，笔记服务采用数据库记录每个用户在数字出版物中的每条笔记的内容，和位置信息（包括笔记所在的数字出版物识别号，HTML5文件的相对路径，所标注的内容在HTML5文件中的偏移量），会话（包括即时通讯、语音和视频对话）服务采用ICE服务器和数据接力服务器来帮助使用WebRTC技术的用户穿透防火墙；用户认证和授权模块22通过网络与数字出版制作工具1相连，进行用户认证和授权，接收数字出版制作工具1上传的EPUB 3文件，进行加密处理，用户认证和授权模块22还通过网络与阅读器3相连，进行用户认证和授权，提供EPUB 3文件和解密密钥供其下载；商城购买支付模块23通过网络与阅读器3相连，提供用户购买和支付服务，包括查看订单号，支付的金额和支付成功或失败。
阅读器
阅读器3包括阅读器购买支付模块31、EPUB 3渲染模块32和阅读器交互式教学模块33三个部分。工作机制如图4所示，阅读器购买支付模块31通过网络与数字出版商城2相连，浏览和购买数字出版物并完成支付，下载数字出版物和解密密钥到本地磁盘。EPUB 3 渲染模块32打开并渲染本地磁盘的EPUB 3格式的数字出版物，提供缩放、跳转、翻页、查看目录等阅读体验，EPUB 3渲染模块32包括EPUB 3格式验证和解压，EPUB 3元数据解析和解密，和HTML5文件渲染三部分功能。其中HTML5文件渲染功能采用支持WebRTC特性的定制WebKit(http://www.webkit.org/)浏览器内核来实现，为了减少翻页过程中由于加载HTML5页面造成的延迟和等待，EPUB 3渲染模块在后台线程中预先加载当前页面相邻的HTML5页面到内存中。阅读器交互式教学模块33通过网络与数字出版商城相连，为用户提供关注、笔记和会话（包括即时通讯、语音和视频对话）等交互式教学功能。
关注和笔记功能使用Javascript技术实现，比如学生在学习《再别康桥》这篇课文的时候，选中不认识的字“荇”，阅读器通过Javascript技术弹出笔记浮动窗口，列举笔记的功能（高亮、下划线、变色、查词典和添加笔记），学生选择“添加笔记”功能，写下自己的笔记“荇的发音为xìng，是一种多年生草本植物，叶略呈圆形，浮在水面，根生水底，夏天开黄花，结椭圆形蒴果。全草可入药”，并分享给其他同学。
会话功能使用WebRTC技术实现。WebRTC包括3类API: MediaStream用来访问本地的摄像头和麦克风， RTCPeerConnection用来管理语音和视频呼叫以及控制带宽和加密，RTCDataChannel用来管理对等数据传输。在本发明中，即时通讯使用RTCDataChannel来实现，语音和视频对话使用MediaStream和RTCPeerConnection来实现，通过WebRTC技术建立语音和视频对话的工作机制如图5所示，用户1和用户2首先各自调用MediaStream API访问本地摄像头和麦克风，用户1调用RTCPeerConnection API创立对等连接并呼叫用户2，用户2收到用户1的呼叫，发送同意会话的应答给用户1，用户1收到用户2的同意会话的应答，发送自己的ICE数据包（Interactive Connectivity Establishment，用来穿透防火墙）给用户2，用户2收到用户1的ICE数据包，发送自己的ICE数据包给用户1，用户1收到用户2的ICE数据包，用户1和用户2各自接收并播放对方的语音和视频。
以上对本发明提供的基于EPUB 3标准的交互式教学数字出版系统进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，包括数字出版制作工具、数字出版商城和阅读器，所述数字出版制作工具将预配置的交互式教学模板和组件，与素材结合打包成符合EPUB3标准的数字出版物，并上传到数字出版商城；所述数字出版商城处理用户认证、授权、购买、支付和下载请求，管理用户关注、笔记和会话交互式教学请求；所述阅读器从数字出版商城购买和下载数字出版物，打开并显示数字出版物，支持关注、笔记和会话交互式教学功能。
2.如权利要求1所述的一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，所述数字出版制作工具包括依次连接的制作工具交互式教学模块、HTML5编辑模块和EPUB3格式打包模块，所述制作工具交互式教学模块与数字出版商城相连，从数字出版商城下载关注、笔记和会话交互式教学模板和组件到本地磁盘；所述HTML5编辑模块读取本地磁盘的交互式教学模板和组件，与素材结合生成HTML5页面，保存到本地磁盘；所述EPUB3格式打包模块读取本地磁盘的HTML5页面，根据输入的EPUB3元数据打包生成EPUB3格式的数字出版物，上传到数字出版商城。
3.如权利要求1所述的一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，所述数字出版商城包括商城交互式教学模块、用户认证和授权模块，以及商城购买支付模块，所述商城交互式教学模块与数字出版制作工具相连，提供关注、笔记和会话交互式教学模板和组件下载，交互式教学模块同时与阅读器相连，提供关注、笔记和会话交互式教学服务；所述用户认证和授权模块通过与数字出版制作工具相连，进行用户认证和授权，接收数字出版制作工具上传的EPUB3文件，进行加密处理，所述用户认证和授权模块同时与阅读器相连，进行用户认证和授权，提供EPUB3文件和解密密钥供下载；所述商城购买支付模块与阅读器相连，提供用户购买和支付服务。
4.如权利要求1所述的一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，所述阅读器包括阅读器购买支付模块、EPUB3渲染模块和阅读器交互式教学模块，阅读器购买支付模块与数字出版商城相连，浏览和购买数字出版物，下载数字出版物到本地磁盘；所述EPUB3渲染模块打开并渲染本地磁盘的EPUB3格式的数字出版物，提供缩放、跳转、翻页、查看目录阅读体验；所述阅读器交互式教学模块与数字出版商城相连，为用户提供关注、笔记和会话交互式教学功能。
5.如权利要求4所述的一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，所述EPUB渲染模块包括EPUB3格式验证和解压，EPUB3元数据解析和解密以及HTML5文件渲染，其中HTML5文件渲染采用支持WebRTC特性的定制WebKit浏览器内核来实现，在翻页过程中，所述EPUB3渲染模块在后台线程预先加载当前页面相邻的HTML5页面到内存中。
6.如权利要求4所述的一种交互式教学数字出版系统，其特征在于，所述阅读器交互式教学模块使用Javascript技术实现关注和笔记，使用WebRTC技术实现会话。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109376128A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-22 | 南京樯图数据研究院有限公司 | 纸质书籍笔记分享的系统和方法 |
| CN114490963A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-05-13 | 中国人民解放军空军军医大学 | 一种全媒体出版系统 |
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2017
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| CN114490963A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-05-13 | 中国人民解放军空军军医大学 | 一种全媒体出版系统 |
| CN114490963B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-11-24 | 中国人民解放军空军军医大学 | 一种全媒体出版系统 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180309 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |