CN112911770A - 一种强化艺术欣赏的交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明结合人机交互设备和脑电穿戴设备，让用户通过意念来体验对艺术画作的反馈，该硬件与编码技术是能将用户的Meditation或者Attention值反馈在电子画框上的交互方式，能够给用户一种视觉上的体验。本发明提升了用户体验的交互性，也让艺术展览的同时，让更多的用户增强对艺术画作融入感；用户会花一定的时间去记忆或者感受画作的视觉体验，加强对艺术画作的印象，以及提升审美态度的意识；本发明是艺术交互画框的起点，未来可以用多种形式进行视觉交互，让用户对艺术品有更深刻的印象和更好的用户体验。

Description

一种强化艺术欣赏的交互方法

技术领域

本发明涉及一种让人机交互技术强化艺术欣赏的技术与方法，特征涉及一种画框及强化艺术欣赏的交互方法。

背景技术

随着现在越来越多的电生理穿戴设备的兴起，人们无时无刻地在用穿戴设备观察自己的人体数据。随着科技的进步，这些穿戴设备的数据准确性也越来越精准，与此同时这些穿戴设备已经可以结合更多的人机交互平台和智能设备来丰富人们的生活。

与此同时，现在人机交互中硬件方面的流行交互平台是Arduino，Arduino可以和多种智能平台以及电子设备进行结合。

Meditation和Attention分别代表冥想值与关注值。取值分别从0-100，当用户更加舒适的时候，meditation的数值会增加。当用户更加关注某事物的时候，attention的数值会增加。

现在已有的电子画框申请很多是针对画框本身的制作，比如画框会根据环境来更改框子的形态。同时也有申请是尝试在电子画框上放发送用户回馈信息给画家的装置。

发明内容

现有技术有以下的缺点：

1.目前的画框很多都只是纯粹装饰，并没有起到交互性质的艺术体验效果。很多时候游览者在欣赏艺术画作的时候，若不是名画或者名艺术家作品，很多参观者只是一走而过，对很多艺术画作并没有留下很深的印象。

2.现在虽已经有了电子画框的申请，但是有画框本身视觉交互体验的融入则锦上添花。

3.目前有技术让用户对画作进行评价，然后及时性地反馈到画家那边。如果有实时反馈性质的用户体验，也许用户会加强对于画作的评价并同时加深对画作的印象。

4.目前神念科技脑电穿戴设备与Arduino的结合，只是LED的单一亮闪则比较单调，需要加强视觉效果的处理，同时结合合适的运用平台发挥此功能存在的意义。

本发明要达到的技术目的如下：

1.西方神经美学中有一个审美的专业词汇叫“aesthetic attitude”(审美态度)，特指人们在欣赏艺术作品时的时间空间条件以及体验效应。本技术的申请就是增强用户在欣赏画作时候的审美态度“aesthetic attitude”，强化欣赏画作时的用户体验效果。本技术申请则能迎合这个需求。

2.意念画框的灯光电路将与脑电的意念控制电子画框的展现形式，从而到达增强实时与画框艺术欣赏的体验效果。

3.对于很多线下甚至线上的艺术作品评分，用户可能很久才能得到相应的回馈，但是意念画框的交互装置可以使得用户能更加及时地反馈出对艺术的态度，也是一种视觉形式的用户体验。

因此本发明将结合Arduino和脑电穿戴设备，让用户通过意念来体验对艺术画作的反馈，该硬件与编码技术是能讲用户的meditation或者attention值反馈在电子画框上的交互方式，能够给用户一种视觉上的体验。

与现有技术相比，本发明更主要关注的是增强用户现场的实时体验感，也同时能够加强用户对于艺术画作的印象。本发明的创造用于艺术展览馆、科技交流平台、博物馆、家中挂饰、正念冥想体验馆等艺术展览或者冥想体验有关的地方。

本发明结合画框、神念科技与Arduino的时候，画框与灯光装置会强化视觉效果以及用户的艺术体验。

一种意念画框，包括：控制电路、灯管或灯带；控制电路与灯管或灯带电连接；控制电路用于采集脑电attention和/或meditation的值并控制灯管或灯带。

进一步地，画框包括多个灯管或灯带。

优选地，画框包括三个灯管或灯带，灯管或灯带均呈长方形，其中心点与画面中心点重合，形状相同但尺寸不一样，尺寸最大的灯管或灯带最粗，尺寸最小的最细。

优选地，对于体验正念冥想的画框，画框包括七个灯管或灯带，每个灯管或灯带呈圆盘形；七个灯管或灯带竖直排列在画框的中枢线上，自下至上灯管或灯带的颜色依次为：红、橙、黄、绿、蓝、深蓝、紫色。

优选地，画框包括取盘腿坐姿的人像，七个不同色彩的灯管依次对应人像自下而上的不同部位。

进一步地，控制电路包括：脑电采集模块、主控模块、通讯模块；脑电采集模块通过通讯模块与主控模块通信连接；脑电采集模块用于采集脑电attention和/或meditation的值，通讯模块用于脑电采集模块与主控模块之间的通信，主控模块用于控制脑电采集模块、灯管或灯带。

进一步地，主控模块通过可变电阻与灯管或灯带电连接。

进一步地，主控模块与多个画框上的灯管或灯带电连接。

优选地，脑电采集模块通过无线通讯方式与通讯模块连接。

优选地，脑电采集模块通过蓝牙通讯方式与通讯模块连接。

一种艺术欣赏的交互方法，通过画框的灯光效果来反映脑电的meditation或者attention的值。

进一步地，交互可以是一人对一画框的单一交互，或者是一人对多画框的一对多交互，也可以是多人对多画框的多对多交互。

优选地，一个画框的灯光效果只反映meditation或attention其中一个的值，而不同时反映两个的值。

进一步地，灯光效果包括灯光强弱变化。

进一步地，灯光效果包括颜色变化。

进一步地，灯光效果包括联动动画，同一画框上三个灯管的闪烁前后顺序，形成涟漪闪烁效果。

优选地，在attention或者meditation值到达100的时候展示联动动画效果。

进一步地，灯光效果包括正念七轮效果，即画框包括取盘腿坐姿的人像，七个不同色彩的灯管依次对应人像自下而上的不同部位，对应不同的meditation值，越低位置的灯管对应越低的值。

进一步地，Meditation或Attention的值改变时，灯光效果渐变。

优选地，Attention或Meditation值域分布是从0到100，以10为一个渐变点来控制灯光效果的变化。

优选地，采集以及输送meditation或者attention到灯带或灯管中的数据频率为3-5秒一个数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.提升了用户体验的交互性，也让艺术展览的同时，让更多的用户增强对艺术画作融入感。

2.用户会花一定的时间去记忆或者感受画作的视觉体验，加强对艺术画作的印象，以及提升审美态度的意识。

3.本发明是艺术交互画框的起点，未来可以用多种形式进行视觉交互，让用户对艺术品有更深刻的印象和更好的用户体验。

附图说明

图1是意念画框的总体制作流程图；

图2是交互方式选择流程示意图；

图3是意念画框的电路搭建流程图；

图4是意念画框的画框结构示意图；

图5是控制单个画框的电路结构示意图；

图6是控制三个画框的电路结构示意图；

图7是多用户体验多画框的电路结构示意图；

图8是意念画框的灯光效果制作流程图；

图9是正念冥想七轮画框示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

以下将对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步的说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果，但本发明的保护不仅限于此。

如图1所示，为意念画框的总体制作过程，包括以下步骤：

步骤1、确认交互方式；

步骤2、连接穿戴设备、Arduino以及BlueSMiRF；

步骤3、编译基本的动画效果；

步骤4、编译交互式的动画效果。

如图2所示，步骤1中的可选择三种交互方式：单一交互、一对多交互，多对多交互。单一交互是指一个人与一个意念画框的交互，一对多交互是指一个人与多个意念画框的交互，多对多交互是指多人与多个意念画框的交互。

如图3所示，为步骤2中更具体的步骤，包括：

步骤2.1、匹配Mindwave和Mac电脑；

步骤2.2、连接BlueSMiRF和Arduino主板；

步骤2.3、设置电阻以及LED与Arduino；

步骤2.4、使用arduino开发环境，编写代码连接MindWave Headset，BlueSMiRF和Arduino；

步骤2.5、读取attention和/或meditation的值，观测关注值或者冥想值是否被识别到了。

意念画框由画框和控制电路组成，如图4所示，为画框的结构示意图，可以看成是在现有技术的现有画框的基本上，增加三根LED灯带。每个LED灯带都呈长方形，其中心点与画面的中心点重合。三个灯带组成的长方形中心点重合，但大小不一，形成里外三层排列。灯带的粗细也不一样，最外边的灯带最粗，最里面的灯带最细。

意念画框的控制电路控制LED灯带的显示，其包括：脑电采集模块、主控模块、通讯模块。如图5所示，是单一交互时的控制电路，脑电采集模块采用神念科技(Neurosky)穿戴设备，包括脑电耳机(Mindwave Mobile headset)，主控模块采用Arduino主板(ArduinoDuemilanove)，通讯模块采用BlueSMiRF Sliver。其中：

脑电采集模块通过通讯模块与主控模块通讯联接，主控模块通过可变电阻与灯带电连接。连接二极灯管的端口须是pmw(脉冲宽度调制)，因为脉冲口是可控的。

控制电路大致工作过程如下：Neurosky穿戴设备采集人的脑电attention和/或meditation的值，通过蓝牙通讯模块BlueSMiRF将attention和/或meditation的值传给Arduino主板，Arduino主板控制画框上的灯带。

在开发时，需要借助电脑的帮助。开发完成后，正常运行时不需要电脑。

系统需要usb和蓝牙的两种连接方式。

步骤2包括以下更具体的步骤：

决定Mindwave Mobile的Mac地址。

打开蓝牙设定，然后点击“加一个设备”或者“新的连接”。

打开mindwave的headset，一旦开关的灯亮了，持按钮激活状态4-5秒，直到开关的灯开始双亮闪。

配对mindwave mobile,然后决定mac地址，是12位十六进制值。

把这个写下来，之后会用到这个值。

连接BlueSMiRF到安卓主板：

在RTS和CTS-1之间，焊接一根线。

连接BlueSMiRF的VCC到arduino的3v3。

连接BlueSMiRF GND到arduino的GND。

连接BlueSMiRF TX到arduino的RX。

连接BlueSMiRF RX到arduino的TX。

设置BlueSMiRF板：

一旦你的arduino板和BlueSMiRF连上了，BlueSMiRF板上会看到红灯。

匹配BlueSMiRF到你的电脑上，和RN-42-5922相似，默认波特率是115200。

打开Terminal软件，然后连上BlueSMiRF。正式连上的时候灯光会变绿。

请勾选Local Echo。

把BlueSMiRF放到command模式，打$$$。如果成功了，CMD会出现。

打字D，会看到BlueSMiRF的当前配置。

打字SP,0000。这将把pin码从原来的1234改到0000。

打字SM,3。这个会使得BlueSMiRF变成自动连接模式。一旦模式被上电，会马上连接上。会看到“AOK”。

打字SR,MAC ADDRESS。输入来自mindwave mobile的十二位十六进制。再次寻找AOK。

现在打字：SU,57.6。这将把波特率从115200改到57600。

打字D，确认储存的地址是mac的地址。

打字---(三个减号)，退出命令，如果成功你会看见end。

确认BlueSMiRF的配置

打开mindwave mobile的头戴式耳机。

打开arduino+BlueSMiRF。

如果BlueSMiRF变绿了，然后mindwave mobile的灯是蓝色，说明连上来自mindwave mobile的数据了。

运行代码

将程序和主板同步之后，断开来自Arduino的TX以及RX的线。

运动arduino，连上usb线，点击file下的upload to I/O board。

一旦程序中显示“done uploading”，可以断开usb线，然后运行arduino来自独立电源。

重新连接TX以及RX的线。

通过电源打开arduino的主板。

Ardunio应该连上三个灯带或者多组画框的灯。

打开mindwave mobile headset。

点击“reset”按钮去匹配mindwave。

一旦连上mindwave mobile的按钮灯以及BlueSMiRF变绿了。

用attention或者meditation去控制意念画框。

如图6所示，是一对三的交互时，控制电路的结构图，与单一交互基本相同，不同之处在于，Arduino主板通过可变电阻与三组灯带电连接，每组灯带对应一个画框。

如图7所示，是二对二交互时，控制电路的结构图，由两套单一交互时的控制电路组成，一个人与一个画框交互。

如图8所示，步骤3进一步包括以下步骤：

步骤3.1、确认LED灯的基本色调；

步骤3.2、定义Attention或者Meditation值的取值范围；

步骤3.3、编写渐变效果代码；

图8中的编写联运效果代码的步骤对应步骤4。

步骤3.1中，制作者根据艺术画作的大色调，选择并确认整体LED的基本色调。

步骤3.2中，从Neurosky developer program下载样例代码，了解如何采取脑电信号中的。获取脑电信号中的Attention或Meditation值，神念科技中的Attention或Meditation值域分布是从0到100。每个电子交互画框建议只针对一个值的制作，不建议同时在一个画框上用两个值。

步骤3.3中，

采集数值的时候，采集数据的频率以及输入数据到LED灯中的速度基本3-5秒一个数值，数值采集导致的变化太快会影响颜色渐变的动画效果。

画框上灯管的粗细决定了颜色的深度，色调以粗为深，以细为淡色。如图4所示的三种粗细不同的灯管，都有色调由浅至深的渐变动画效果。Attention或者Meditation以10为一个渐变点来改变灯光强弱的变化，采集以及输送meditation或者attention到灯光led中的数据频率需要3-5秒一个数据，速度不能太快，否则会产生令人不舒适的感觉。

灯光强弱的渐变制作步骤包括：

3.3.1获取meditation或者attention值

3.3.2把meditation或者attention值放入灯光强弱的代码中，用meditation或者attention的数值来控制灯光强弱的效果。改变灯光强弱的同时，需要渐变效果来过渡。

3.3.3数据的输入以及输出速度需要放慢。

电子画框也可以做成根据人们的meditation数值来改变颜色的。会冥想的人们，可以根据正念七轮的效果体会画框的效果，提升艺术治疗的方式。红色海底轮、橙色肚脐轮、黄色太阳轮、绿色心轮、蓝色喉轮、深蓝色眉心轮以及紫色顶轮，画框根据meditation的状态高低显示出相应的颜色。建议画框图中可以放置如图9所示的正念冥想七轮的效果图。

灯光强弱的渐变的制作步骤包括：

3.3.11获取meditation值。

3.3.12把meditation放入调制灯光颜色的编码条件(if)句中。

3.3.13把100分成7个部分，比如(0-15为红色,16-30为橙色…86-100为紫色或者粉色，因为紫色顶轮的冥想状态最高。)

步骤4中，

当用户的attention或者meditation值到达100的时候，如图4所示的同一画框上的三种灯管出现联动动画的效果，联动的动画效果是一种缓慢的涟漪效果。该动画效果鼓励人们更加放松或者更加关注地欣赏画作。

灯光联动的制作步骤包括：

4.1取到attention或者meditation的值。

4.2设置条件，如果attention或者meditation等于100的时候。

4.3触发delay函数来控制同一画框上三个灯管的闪烁前后顺序，形成涟漪闪烁效果。

Arduino控制多个LED的方式以及涟漪动画代码如下：

使用Delay函数来控制三种灯管的闪烁前后顺序，形成涟漪的闪烁效果。

样例代码

Void setup(){

pinMode(LED1,OUTPUT)；

pinMode(LED2,OUTPUT)；

pinMode(LED3,OUTPUT)；

}

Void loop(){

digitalWrite(LED1,HIGH)；

delay(200)；

digitalWrite(LED2,HIGH)；

delay(200)；

digitalWrite(LED3,HIGH)；

delay(200)；

…

}

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种强化艺术欣赏的交互方法，其特征在于，通过画框的灯光效果来反映人的脑电的Meditation和/或Attention的值。

2.如权利要求1所述的交互方法，其特征在于，交互是一人对一画框的单一交互、或者是一人对多画框的一对多交互、或者是多人对多画框的多对多交互。

3.如权利要求1所述的交互方法，其特征在于，一个画框的所述灯光效果只反映Meditation或Attention其中之一的值，而不同时反映两个的值。

4.如权利要求1所述的交互方法，其特征在于，所述灯光效果包括灯光强弱变化、灯光颜色变化。

5.如权利要求1所述的交互方法，其特征在于，所述灯光效果包括联动动画，即同一画框上三个灯管前后顺序地闪烁，形成涟漪闪烁效果。

6.如权利要求5所述的交互方法，其特征在于，在Attention或者Meditation值到达100的时候展示所述联动动画。

7.如权利要求1所述的交互方法，其特征在于，所述灯光效果包括正念七轮效果，即画框包括取盘腿坐姿的人像，七个不同色彩的灯光依次对应人像自下而上的不同部位，并对应不同的Meditation值，越低位置的灯光对应越低的Meditation值。

8.如权利要求1-7任一所述的交互方法，其特征在于，Meditation或Attention的值改变时，灯光效果渐变。

9.如权利要求8所述的交互方法，其特征在于，Attention或Meditation值域分布是从0到100，以10为一个渐变点来控制所述灯光效果的变化。

10.如权利要求9所述的交互方法，其特征在于，采集以及输送Meditation或Attention到灯带或灯管中的数据频率为3-5秒一个数据。

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