CN109431763A - 基于vr的视觉调节功能训练的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：在VR的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野正前方依次设置起点与终点；在起点处创建视标，所述视标是带有方向性指示特征的虚拟物象；在训练中，用户一直注视着视标，努力地看清所述视标带有方向性的指示特征具体是指向什么方向；在训练中，视标的移动路径设置为从起点向终点直线移动再向起点直线移动，如此反复的移动。本发明公开了其系统。本发明能够有效、有趣、方便地进行视觉调节功能的训练，增强用户的依从性，让用户主动参与训练，改善双眼调节的不协调、不等量，提高弱视训练的效果。

Description

基于VR的视觉调节功能训练的方法及其系统

技术领域

本发明涉及视觉功能训练的技术领域，具体涉及一种基于VR的视觉调节功能训练的方法及其系统的技术。

背景技术

现在，因为各种需要用眼的产品充斥生活，用眼过度的人群大为增加，视光功能方面的问题越来越多。青少年的视觉调节滞后会导致远视性离焦，易导致近视度数的快速增长，还可以导致近距离工作一段时间后出现眼睛疲劳胀痛等症状。相反，如果是视觉调节超前，则会导致近距离工作时出现眼胀痛、疲劳的症状，长时间下去人就会产生抗拒近距离工作的情绪。

视疲劳是眼睛负责调节的睫状肌疲劳，或长期处于一种状态，引起晶状体不能快速聚焦造成的。由于调焦是睫状肌肌肉运动带动的，肌肉的力量、速度、幅度是可以锻炼的，因此，可以通过有效地训练睫状肌，改变它的工作状态，增加其肌肉力量和运动速度、幅度，来有效地改善聚焦，使得眼睛不容易疲劳。

调节功能训练是指通过改变正镜片和负镜片度数或者改变注视目标距离来训练眼睛的动用调节与放松调节能力，通过训练，用户可以自主地放松眼睛调节功能和紧张眼睛的调节功能。

目前比较流行的是使用翻转拍进行训练，此方法训练需要人工调节或遮盖，操作不方便，用户依从性不高，需用户常有抵抗情绪，无法坚持。

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，又译为临境，灵境等。从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。虚拟现实的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。现在与虚拟现实有关的内容已经扩大到与之相关的许多方面，如“人工现实”、“遥在”、“虚拟环境”、“赛博空间(Cyberspace)”等等。

在我国，虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离，随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，虚拟现实技术已经得到了相当的重视，引起我国各界人士的兴趣和关注，研究与应用VR，建立虚拟环境、虚拟场景模型以及分布式VR系统的开发正朝着深度和广度发展。

如何将调节功能训练与VR相结合成为了一个新的研究方向。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种基于VR的视觉调节功能训练的方法及系统，有效、有趣、方便地进行视觉调节功能的训练，增强用户的依从性，让用户主动参与训练，改善双眼调节的不协调、不等量，提高弱视训练的效果。

本发明通过以下技术方案来实现：

基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：

在VR的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野正前方依次设置起点与终点；在起点处创建视标，所述视标是带有方向性指示特征的虚拟物象；在训练中，用户一直注视着视标，努力地看清所述视标带有方向性的指示特征具体是指向什么方向；在训练中，视标的移动路径设置为从起点向终点直线移动再向起点直线移动，如此反复的移动。

语音提问用户“视标带有方向性的指示特征指向哪个方向？”，用户需在规定时间内回答问题，且设计每次训练回答问题后的视标距离变化的幅度；用户在听到提问后，在规定时间内做出回应，如用户回答正确，则输出正确的提示音效反馈，反之，则输出错误的提示音效反馈，并且对用户的每一次的判断响应进行记录。

在用户回答问题后，自动调整视标离用户双眼的距离，包括下列情形：视标是起点向终点的过程，则距离增加；反之，则距离减少；在此过程中视标的带有方向性的指示特征的方向随机初始化。

视标移动速度跟用户的反应时间有关，如果用户反应快，则移动速度快，反之，则慢。

用户需每天训练1至2次，每次10至15分钟。

一种基于VR的视觉调节功能训练的系统，其特征在于：

设置有用户信息模块，用于记录用户第一次训练时，所填写的用户信息，再次训练时，如用户信息有变化则进行修改，如没变化，则忽略；设置有视觉调节功能训练模块，根据用户的年龄和视力情况设定不同难度等级，生成趣味视觉训练，所述视觉训练包括权利要求1或2或3或4所述基于VR的视觉调节功能训练的方法。

根据用户的双眼矫正视力情况，提供四种模式进行选择训练，分别是：

第一种，默认模式，该训练模式是先训练右眼视觉调节功能；然后训练左眼视觉调节功能，最后是同时训练双眼视觉调节功能；第二种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；第三种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；第四种，双眼训练模式，双眼同时进行视觉调节功能训练；设置有训练报告模块，供用户查看用户每一次训练的具体表现，包括用户训练的反应时间，回答问题的正确率。

当用户进行单眼训练模式时，无需手动遮盖单眼，在VR的虚拟现实头显中，左眼呈现的内容和右眼呈现的内容将会自动的有差异化显示，所述差异化显示是指右眼训练模式时，右眼呈现了视标，左眼则不呈现视标。

根据用户的双眼矫正视力情况，对视标的尺寸设置不同级别。

设置三个级别，最低矫正视力小于或等于0.2时，视标对应的尺寸为15×15厘米；最低矫正视力大于0.2且小于0.5时，视标对应的尺寸为12×12厘米；最低矫正视力大于或等于0.5时，视标对应的尺寸为10×10厘米。

本发明的有益效果是：

本发明由于在VR的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野正前方依次设置起点与终点；在起点处创建视标，所述视标是带有方向性指示特征的虚拟物象，这样可以通过增加调节幅度，增加调节的准确性，加快调节的反应速度来进行视觉调节功能的训练，改善双眼调节的不协调、不等量，促进调节，训练时更协调，更匹配。

本发明通过改变注视目标距离来训练眼睛的动用调节与放松调节能力，通过训练，用户可以自主地放松眼睛调节功能和紧张眼睛的调节功能。本发明提供了趣味性强的训练游戏，增强用户的依从性，让用户主动参与训练，提高弱视训练的效果。

本发明具有有效、有趣、方便的特点。

附图说明

图1为本发明E视标图；

图2为本发明E视标图；

图3为本发明视标的移动路径原理图；

图4为本发明系统实现流程示意图。

具体实施方案

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于VR的视觉调节功能训练的方法，具体而言是在VR的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野正前方依次设置起点与终点；在起点处创建视标，所述视标是带有方向性指示特征的虚拟物象；在训练中，用户一直注视着视标，努力地看清所述视标带有方向性的指示特征具体是指向什么方向；在训练中，视标的移动路径设置为从起点向终点直线移动再向起点直线移动，如此反复的移动。

语音提问用户“视标带有方向性的指示特征指向哪个方向？”，用户需在规定时间内回答问题，且设计每次训练回答问题后的视标距离变化的幅度；用户在听到提问后，在规定时间内做出回应，如用户回答正确，则输出正确的提示音效反馈，反之，则输出错误的提示音效反馈，并且对用户的每一次的判断响应进行记录；在用户回答问题后，自动调整视标离用户双眼的距离，包括下列情形：视标是起点向终点的过程，则距离增加；反之，则距离减少；在此过程中视标的带有方向性的指示特征的方向随机初始化。

视标移动速度跟用户的反应时间有关，如果用户反应快，则移动速度快，反之，则慢。

用户需每天训练1至2次，每次10至15分钟。

一种基于VR的视觉调节功能训练的系统，包括用户信息模块，用于记录用户第一次训练时，所填写的用户信息，再次训练时，如用户信息有变化则进行修改，如没变化，则忽略；还包括视觉调节功能训练模块，根据用户的年龄和视力情况设定不同难度等级，生成趣味视觉训练，所述视觉训练包括权利要求1或2或3或4所述基于VR的视觉调节功能训练的方法。

视觉调节功能训练模块根据用户的双眼矫正视力情况，提供四种模式进行选择训练，分别是：

第一种，默认模式，该训练模式是先训练右眼视觉调节功能；然后训练左眼视觉调节功能，最后是同时训练双眼视觉调节功能；

第二种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；

第三种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；

第四种，双眼训练模式，双眼同时进行视觉调节功能训练；

设置有训练报告模块，供用户查看用户每一次训练的具体表现，包括用户训练的反应时间，回答问题的正确率。

当用户进行单眼训练模式时，无需手动遮盖单眼，在VR的虚拟现实头显中，左眼呈现的内容和右眼呈现的内容将会自动的有差异化显示，其中差异化显示是指右眼训练模式时，右眼呈现了视标，左眼则不呈现视标。

根据用户的双眼矫正视力情况，对视标的尺寸设置不同级别，如设置三个级别，最低矫正视力小于或等于0.2时，视标对应的尺寸为15×15厘米；最低矫正视力大于0.2且小于0.5时，视标对应的尺寸为12×12厘米；最低矫正视力大于或等于0.5时，视标对应的尺寸为10×10厘米。

下面结合附图更加详细说明。

本发明专注于提供一种基于VR的视觉调节功能训练的方法及系统，通过改变注视目标距离来训练眼睛的动用调节与放松调节能力，通过训练，用户可以自主地放松眼睛调节功能和紧张眼睛的调节功能。本发明提供了趣味性强的训练游戏，增强用户的依从性，让用户主动参与训练，提高弱视训练的效果。

系统包括：用户信息模块、视觉调节功能训练模块和训练报告模块。

用户信息模块，用户第一次训练时，需填写用户信息，包括姓名、出生日期、性别、左右眼矫正视力等。再次训练时，如用户信息有变化则需修改，如没变化，则忽略。

视觉调节功能训练模块，本模块可根据用户的年龄和视力情况等信息设定不同难度等级，生成趣味强的视觉训练。也可根据用户的性别做不同的个性显示。

本模块根据用户的双眼矫正视力情况，可选择四种模式进行训练，分别是：

第一种，默认模式，该训练模式是先训练右眼视觉调节功能；然后训练左眼视觉调节功能，最后是同时训练双眼视觉调节功能。

第二种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能。

第三种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能。

第四种，双眼训练模式，双眼同时进行视觉调节功能训练。

需特别指出的是，当用户进行单眼训练模式时，本发明无需手动遮盖单眼，在虚拟现实头显中，左眼呈现的内容和右眼呈现的内容将会自动的有差异化显示。比如，右眼训练模式时，右眼呈现了视标，左眼则不呈现视标。所述的视标，可以是E字母虚拟物象，图1所示；或其他有方向性指示特征的虚拟物象，如图2所示；或是单个字母卡。

本模块根据用户的双眼矫正视力情况，对视标的尺寸设置为三个级别。最低矫正视力小于或等于0.2时，视标对应的尺寸为15×15厘米；最低矫正视力大于0.2且小于0.5时，视标对应的尺寸为12×12厘米；最低矫正视力大于或等于0.5时，视标对应的尺寸为10×10厘米。

在用户选择训练模式后，首先，建立虚拟现实游戏场景，把用户视野正前方50厘米处设为起点，正前方5000厘米处设为终点，在起点处创建一个带有缺口的圆环视标，如图2所示，视标上的缺口方向可能是上、下、左和右共四个方向中的一种。把用户视野正前方40-70厘米处设为起点，正前方4000-6000厘米处设为终点为较佳取值。

在训练中，用户需要一直注视着视标，努力地看清缺口具体是什么方向。

在训练中，视标的移动路径设置为从起点即近端向终点即终端直线移动再向起点直线移动，如此反复的移动。每次训练回答问题后的视标距离变化的幅度为30-70厘米，较佳45厘米，50厘米，55厘米，60厘米。如图3所示，图中近即指近端；终即指终端。图3中采用的是圆环视标，箭头为运动方向。移动路径可以是在一直线路径来回移动，即从起点即近端向终点即终端直线移动再向起点直线移动，均为同一直线路径；也可以是环形路径，即从起点即近端向终点即终端直线移动为一直线路径，再向起点直线移动时是相平行的另一直线路径。

视标初始化完成后，系统发出语音提问用户：“圆环缺口指向哪个方向？”用户需在3-5秒钟内回答问题。用户在听到提问后，按下手柄方向键对应的方向，如用户回答正确，则输出正确的提示音效反馈，反之，则输出错误的提示音效反馈。系统对用户的每一次的判断响应都会记录。在用户回答问题后，游戏将自动调整视标离用户双眼的距离，如视标是起点向终点的过程，则距离增加80-120厘米，最佳100厘米；反之，则距离减少80-120厘米，最佳100厘米；在此过程中视标的缺口方向随机初始化。

需要指出的是，视标移动速度也跟用户的反应时间有关，如果用户反应快，则移动速度快，反之，则慢。用户需每天训练1至2次，每次10至15分钟。

训练报告模块，可查看用户每一次训练的具体表现，可准确的知道用户训练的反应时间，回答问题的正确率等。

以上所述仅为发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：

在VR的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野正前方依次设置起点与终点；

在起点处创建视标，所述视标是带有方向性指示特征的虚拟物象；

在训练中，用户一直注视着视标，努力地看清所述视标带有方向性的指示特征具体是指向什么方向；

在训练中，视标的移动路径设置为从起点向终点直线移动再向起点直线移动，如此反复的移动。

2.根据权利要求1所述基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：语音提问用户“视标带有方向性的指示特征指向哪个方向？”，用户需在规定时间内回答问题，且设计每次训练回答问题后的视标距离变化的幅度；

用户在听到提问后，在规定时间内做出回应，如用户回答正确，则输出正确的提示音效反馈，反之，则输出错误的提示音效反馈，并且对用户的每一次的判断响应进行记录。

3.根据权利要求2所述基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：在用户回答问题后，自动调整视标离用户双眼的距离，包括下列情形：视标是起点向终点的过程，则距离增加；反之，则距离减少；在此过程中视标的带有方向性的指示特征的方向随机初始化。

4.根据权利要求2所述基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：视标移动速度跟用户的反应时间有关，如果用户反应快，则移动速度快，反之，则慢。

5.根据权利要求2所述基于VR的视觉调节功能训练的方法，其特征在于：用户需每天训练1至2次，每次10至15分钟。

6.基于VR的视觉调节功能训练的系统，包括用户信息模块，用于记录用户第一次训练时，所填写的用户信息，再次训练时，如用户信息有变化则进行修改，如没变化，则忽略；

还包括视觉调节功能训练模块，根据用户的年龄和视力情况设定不同难度等级，生成趣味视觉训练，所述视觉训练包括权利要求1或2或3或4所述基于VR的视觉调节功能训练的方法。

7.根据权利要求6所述基于VR的视觉调节功能训练的系统，其特征在于：根据用户的双眼矫正视力情况，提供四种模式进行选择训练，分别是：

第一种，默认模式，该训练模式是先训练右眼视觉调节功能；然后训练左眼视觉调节功能，最后是同时训练双眼视觉调节功能；

第二种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；

第三种，左眼训练模式，仅需训练左眼视觉调节功能；

第四种，双眼训练模式，双眼同时进行视觉调节功能训练；

设置有训练报告模块，供用户查看用户每一次训练的具体表现，包括用户训练的反应时间，回答问题的正确率。

8.根据权利要求7所述基于VR的视觉调节功能训练的系统，其特征在于：当用户进行单眼训练模式时，无需手动遮盖单眼，在VR的虚拟现实头显中，左眼呈现的内容和右眼呈现的内容将会自动的有差异化显示，

所述差异化显示是指右眼训练模式时，右眼呈现了视标，左眼则不呈现视标。

9.根据权利要求6所述基于VR的视觉调节功能训练的系统，其特征在于：根据用户的双眼矫正视力情况，对视标的尺寸设置不同级别。

10.根据权利要求9所述基于VR的视觉调节功能训练的系统，其特征在于：设置三个级别，最低矫正视力小于或等于0.2时，视标对应的尺寸为15×15厘米；最低矫正视力大于0.2且小于0.5时，视标对应的尺寸为12×12厘米；最低矫正视力大于或等于0.5时，视标对应的尺寸为10×10厘米。