CN108021332A - 一种图书互动阅读装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图书互动阅读装置及方法，所述的装置包含定制的书本，配备电容式触摸屏的智能设备，运行在智能设备上的应用程序，页码识别装置。使用时，将一书页覆盖于智能设备屏幕之上。页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别。应用程序渲染的动态画面透过书页上的镂空结构，增强书页中印刷的内容。用户通过书页上的镂空结构触摸置于书页下的触摸屏，与应用程序交互。从而将书本刊物与智能设备融合在一起，向用户呈现自动识别上下文的、动态的、可交互的、独特的阅读方式。

Description

一种图书互动阅读装置及方法

技术领域

本发明属于计算机，人机交互，智能外设，增强现实，电子装置，图书，印刷等技术领域，尤其适用于需要复杂交互的应用场景。

背景技术

随着智能手机和平板电脑的出现与普及，人们得以接触海量而丰富的数字化阅读体验。然而，依然有相当程度的阅读需求（尤其是儿童绘本阅读），是基于显示屏的数字化阅读方式所无法取代的。书本、绘本、画册等传统印刷体出版刊物依然是人们获取知识和信息的重要方式。然而，其固定的形态导致动态表现力、交互性、扩展性等方面表现不足。

目前常见的传统出版刊物与智能设备相结合的案例包括：

1、 引导用户在计算机或智能设备上安装与其配套的应用程序，通过应用程序提供针对书本的扩展阅读体验，例如有声朗读、延伸解读等。其缺点在于：应用程序与书本相对独立而存在，结合不够紧密，其关联属性仅仅是通过内容逻辑层面维系，体验比较割裂。

2、 引导用户在智能设备上安装应用程序,利用基于图案纹理识别的增强现实技术识别书本上的特定图案，并叠加数字信息内容，以提供扩展体验。这种方法相比于第1种方法而言，在一定程度上增进了书本与数字内容的结合，然而，依然存在一些缺点：为确保准确而稳定的增强现实画面，此类方法对纸质书本上用于识别的图案、阅读环境光照条件、设备与书本之间的相对方位关系等都有一定的参数要求。

鉴于此，对于有复杂触屏交互的应用场景，迫切的需要有一种图书互动阅读装置及方法来解决现有技术存在的问题和风险。本发明就是用来解决此类问题的，本发明所描述的提案中，书页直接平铺于智能设备屏幕上，通过多点触摸装置与编码算法实现应用程序对当前页码（章节）的识别，透过书页中镂空的部位增强书本所呈现的画面内容，并实现用户与书本内容的动态交互。

发明内容

本发明的目的就是提供一种图书互动阅读装置及方法，来解决现有技术中存在的诸多问题。

本发明包括了实现本发明目的的方法和装置，所述的装置（如图1所示）包含定制的书本101，配备电容式触摸屏的智能设备102，运行在智能设备上的应用程序103，页码识别装置104。使用时，将一书页覆盖于智能设备屏幕之上。页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别。应用程序渲染的动态画面透过书页上的镂空结构，增强书页中印刷的内容。用户通过书页上的镂空结构触摸置于书页下的触摸屏，与应用程序交互。基于这样的结构，内容设计者与开发者可以定制出独特而丰富的交互式阅读体验。

所述的页码识别装置104，该装置由一个主体结构及多个凸起点组成。凸起点采用导电材料制作(包括但不限于：金属、石墨、导电橡胶、导电塑胶、导电塑料、导电纤维、导电油墨等)，并通过主体结构与其他凸起点连接在同一实体上。当一个凸起点与智能设备的电容屏幕充分接触时，能够作为一个可被智能设备识别的触摸点。根据所选导电材料的导电效率及装置体积不同，可能出现如下两种情况：

（1）导电效率偏低或装置体积偏小：则该装置无法独立完成对智能设备电容屏的有效触发，因此装置需要借助使用者手指（或皮肤）接触来辅助完成触发。

（2）导电效率高且装置体积足够大：则该装置能够独立完成对智能设备电容屏的有效触发，因此无需借助使用者手指（或皮肤）接触来辅助完成触发，可应对场景更加自由。

需指出，无论上述何种情况，都不影响该装置在后续步骤中用于识别页码的操作。该装置凸起点的个数根据对应页码范围而不同。

所述的定制的书本101书页上包含一系列镂空的孔。这些镂空孔序列与页码识别装置104相配合，通过书页下方的智能设备触摸屏，向运行在智能设备上的应用程序传递编码信息。编码规则可采用多种方式，在此以二进制编码方法为例，解释从触摸点序列解析出页码的过程:当页码识别装置104倒扣在定制书本101的某页有镂空孔的区域时，有些页码识别装置104上的凸起点透过书页上的镂空孔与其下的智能设备102触摸屏发生接触。而有些凸起点则因书页阻隔而无法与触摸屏发生接触。如果将透过镂空孔与触摸屏发生接触的点定义为1，而未能触发的点定义为0，则会产生一个唯一的用于标识页码的二进制数字。每一页用于页码识别的镂空孔序列都互不相同，而每个镂空孔的位置都对应页码识别器上的某一凸起点，从而构成一系列用于识别页码的编码。

本发名提供一种图书互动阅读装置及方法，当页码识别装置104扣压在符合上述规范的书页上合适的位置时，应用程序103识别页码的过程包括以下步骤：

步骤S101，尽管直观感受上令人以为页码识别装置上的若干个凸起点是同时按压在书本和屏幕上，但每一个与屏幕发生接触的凸起点的触发时间点在毫秒级单位上是有先有后的。因此，我们将第一个触发时间点作为起始，开启完整的一段编码识别过程。

步骤S102，参考步骤101所述原理，为保证不遗漏任何一个有效的接触点，应用程序应等待一小段间隔时间，以保证后续识别逻辑收集到完整无误的触发点序列。

步骤S103，在屏幕坐标系中页码识别区域中，开始检测每一个预定义触发点的接触情况。

步骤S104，在每一个预定义触发点范围内，若检测出有效的触摸点，则将该点标记为1。若检测不到触摸点，则标记为0。

步骤S105，将完整的二进制编码序列转化为10进制数值，从而得到当前页码，并调取相应的数字化交互内容进行呈现和交互。

本发明，将定制书101页直接平铺于智能设备102屏幕上，通过多点触摸装置104与编码算法实现应用程序103对当前页码（章节）的识别，透过书页中镂空的部位增强书本所呈现的画面内容，并实现用户与书本内容的动态交互。与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、 大幅提升出版物的阅读体验。

本发明所描述的交互方法将书本刊物与智能设备融合在一起，向用户呈现自动识别上下文的、动态的、可交互的、独特的阅读方式。

2、 提升了智能设备识别出版物上下文的效率。

本发明所描述的交互装置及方法，不受书本内容及光照条件等限制，从而让内容创作者不再苦恼于创作内容的图案纹理是否能够满足应用程序识别的技术要求，也让用户不必受限于阅读环境光照条件，并免去了用户花费额外精力去刻意保持智能设备与书本刊物之间方位关系的麻烦，令创作和阅读的体验大幅获得提升。

3、 降低了交互式、动态内容类书本刊物的制作成本。

本发明所描述的交互装置所选择的材料成本相对低廉，配套的交互方法利用用户手中现有的智能设备完成信息输入、逻辑运算、多媒体呈现等操作，而非要求书本刊物本身内置相对昂贵且易损的电子装置，从而大幅降低了交互式、动态内容类书本刊物的制作成本。

附图说明

图1是本发明典型应用场景图。

图2是本发明的方法流程图。

图3是本发明实例1配图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解为此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的保护范围。

实例1：

本例假设使用场景为阅读一本介绍太空和天体的绘本，包含定制的书本101，配备电容式触摸屏的智能设备102，运行在智能设备上的应用程序103，页码识别装置104。本例假设使用时，将书21页覆盖于智能设备屏幕之上。页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，为进一步说明页码识别过程，将书本镂空部分和页码识别装置单独放大如图3所示，书页101上包含一系列镂空的孔302、303、304。这些镂空孔序列与页码识别器104相配合，通过书页下方的智能设备触摸屏，向运行在智能设备上的应用程序传递编码信息。编码规则可采用多种方式，在此以二进制编码方法为例，解释从触摸点序列解析出页码的过程。当页码识别器104倒扣并按压在虚线305所示区域上时，凸起点312、314、316分别透过书页上的镂空孔302、303、304与其下的智能设备触摸屏发生接触。而凸起点315、316则因书页阻隔而无法与触摸屏发生接触。按着步骤S101，尽管直观感受上令人以为页码识别装置上的若干个凸起点是同时按压在书本和屏幕上，但每一个与屏幕发生接触的凸起点的触发时间点在毫秒级单位上是有先有后的。因此，我们将第一个触发（本例假设为312）时间点作为起始，开启完整的一段编码识别过程。按着步骤S102：参考步骤101所述原理，为保证不遗漏任何一个有效的接触点，应用程序应等待一小段间隔时间，本例假设为500毫秒，以保证后续识别逻辑收集到完整无误的触发点序列。按着步骤S103，在屏幕坐标系中页码识别区域中，开始检测每一个预定义触发点的接触情况。按着步骤S104，在每一个预定义触发点范围内，若检测出有效的触摸点，则将该点标记为1。若检测不到触摸点，则标记为0。如图3所示情况产生的序列编码为：10101。按着步骤S105：将完整的二进制编码序列转化为10进制数值，从而得到当前页码21，并调取相应的数字化交互内容，本例假设书本中有若干天体（星星，月亮等）的位置预先留有镂空，当数字化内容被触发后，在这些镂空的对应位置下呈现明亮或闪烁的动画内容，透过镂空结构投射出来，给用户呈现“书本中的天体在发光或闪烁”的合成效果，并配有音效和讲解等音频内容的播放。这一过程即数字化动态内容的呈现过程。用户可以根据文字或音频内容的提示，点击触摸镂空位置对应的天体对象（星星，月亮等），其下的触摸屏感知到用户的触摸，并执行相应的反馈，例如，星星被熄灭或重新点亮，或者月亮进入睡眠、哼唱摇篮曲等等。这一过程即数字化可交互内容的呈现过程。

Claims (5)

1.本发明提供一种图书互动阅读装置及方法，其特征在于，所述的装置包含定制的书本101，配备电容式触摸屏的智能设备102，运行在智能设备上的应用程序103，页码识别装置104，使用时，将一书页覆盖于智能设备屏幕之上,页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别，应用程序渲染的动态画面透过书页上的镂空结构，增强书页中印刷的内容，用户通过书页上的镂空结构触摸置于书页下的触摸屏，与应用程序交互，其具体实施步骤为，步骤S101，尽管直观感受上令人以为页码识别装置上的若干个凸起点是同时按压在书本和屏幕上，但每一个与屏幕发生接触的凸起点的触发时间点在毫秒级单位上是有先有后的，因此，我们将第一个触发时间点作为起始，开启完整的一段编码识别过程，步骤S102，参考步骤S101所述原理，为保证不遗漏任何一个有效的接触点，应用程序应等待一小段间隔时间，以保证后续识别逻辑收集到完整无误的触发点序列，步骤S103，在屏幕坐标系中页码识别区域中，开始检测每一个预定义触发点的接触情况，步骤S104，在每一个预定义触发点范围内，若检测出有效的触摸点，则将该点标记为1，若检测不到触摸点，则标记为0，步骤S105：将完整的二进制编码序列转化为10进制数值，从而得到当前页码，并调取相应的数字化交互内容进行呈现和交互。

2.根据权利要求1所述的一种图书互动阅读装置及方法，其特征在于，所述的页码识别装置由一个主体结构及多个凸起点组成，凸起点采用导电材料制作，包括但不限于，金属、石墨、导电橡胶、导电塑胶、导电塑料、导电纤维、导电油墨等，并通过主体结构与其他凸起点连接在同一实体上。

3.根据权利要求1所述的一种图书互动阅读装置及方法，其特征在于，所述的页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别，其中触摸点可以是沿直线排列，每次识别过程有且仅有一个触摸点可以与触摸屏发生接触，触摸点可能出现的位置按照从左到右（或从右到左）的顺序依次代表从1开始递增的自然数。

4.根据权利要求1所述的一种图书互动阅读装置及方法，其特征在于，所述的页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别，其中触摸点可以是沿直线排列，每次识别过程有且仅有一个触摸点可以与触摸屏发生接触，触摸点可能出现的位置按照从左到右（或从右到左）的顺序依次代表从1开始递增的自然数，也可以是触摸点沿直线排列，每个触摸点的触发与否对应数字0或1，一系列这样的触摸点构成一串二进制编码。

5.根据权利要求1所述的一种图书互动阅读装置及方法，其特征在于，所述的页码识别装置与书页上的镂空结构相配合，向应用程序传递编码信息，实现应用程序对当前页码的识别，其中触摸点分布区域划分为若干个大宫格，每个宫格内又进一步等分为四个小宫格，每个大宫格内最多能排布一个触摸点，而该触摸点具体落在第几个小宫格则对应0、1、2、3中的一个值，这样的大宫格序列构成一串四进制编码，综上所述，任何能够满足“某一特定排列组合方式在给定的全集集合内能够对应唯一的键值”这一规律的方式，皆属于本方法所描述范畴内。