CN1761199A - 基于纸面的网络白板系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纸面的网络白板系统及其实现方法。该系统包括提供白板消息服务的中心服务器和至少两个网络信息终端，各网络信息终端以有线或者无线方式连接各自的电子笔。终端用户使用电子笔在UD纸上书写，书写的内容连同UD纸上的编码信息在电子笔内生成载有书写信息的电子镜像纸，发送到网络信息终端之中；网络信息终端将该电子镜像纸的内容发送给中央服务器，由中央服务器进行存储后，广播该信息到除源端之外的所有网络信息终端。本网络白板系统及其实现方法充分照顾了人们使用白板的日常习惯。它让用户仅仅使用电子笔在纸面上书写就可以实现网络白板的输入，方便快捷。书写的任何内容都具有数字镜像，便于通过网络进行传输。

Description

基于纸面的网络白板系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种网络白板系统及其实现方法，特别涉及一种利用电子笔在UD纸上书写，书写的内容作为电子镜像纸在网络白板上显示，从而实现不同用户之间实时信息交互的网络白板系统及其实现方法，属于数字技术领域。

背景技术

在举办会议或者进行教学活动时，白板是很有效的交流工具。它能将各方面的意见汇集在一起，同时向参与会议或者教学的各方进行展示，从而让各方及时获知对方的想法，有针对性地开展交流活动。随着网络技术的发展和传输条件的改善，网络远程教学和网络视频会议使用日益普及，为了有效解决参与会议或者教学的各方用户进行信息交互的问题，人们先后推出了网络白板和电子白板等多种技术解决方案。

现有网络白板技术的特点在于为参与网络会话的用户提供一个公共的信息交互平台。如图1所示，该信息交互平台的后台服务由网络中的中央服务器提供。对各分会场A、B、C的终端用户而言，呈现在其终端之上的是一个可以输入图片和文字信息的白板窗口，每一个用户在白板窗口上的输入内容都将实时地呈现给其他用户，从而达到不同用户之间进行实时信息交互的目的。网络白板技术从通信机制来讲，可以归结为即时消息(又称为即时通信，Instant message)的一个特殊实现形式，即它可以采用现有即时消息技术所提供的后台通信平台。两者的不同之处主要体现在前端用户接口方面。目前，随着即时消息技术的日益成熟，许多厂商都可以提供各具特色的网络白板产品。这方面典型的包括网讯公司(WebEx Communication Inc.，)推出的网络会议系统以及微软公司推出的NetMeeting软件等。

但是，上述网络白板产品普遍使用的输入方式还是以键盘、鼠标为主，至多加上麦克风和手写板。输入方式的自由度差，效率低，效果也不尽人意。而且，目前仍然有相当一部分的人存在输入瓶颈，不善于使用键盘等输入工具，无法顺利通过网络白板与他人交流。

电子白板是人们针对网络会议或者远程教学中需要使用白板，而普通白板上书写的内容不易数字化，从而不方便通过网络传输的缺陷而推出的新产品。本质上，它可以归结为一种触摸屏产品。通过与投影机、计算机的配合使用，电子白板可以用电子笔代替鼠标在白板上随意操作计算机，对投射到白板上的任何画面进行注释讲解，用电子笔实现在白板上的无痕书写与图画。所有过程都可随时保存及后台编辑管理，并可打印和通过互联网发送。电子白板充分照顾了人们使用白板的日常习惯，并且可以实现书写内容的数字化。但是，它所采用的触摸屏等元件价格昂贵，安装使用也不方便，而且，它所使用的电子笔采用相对定位的工作原理，先后书写的内容一旦出现在同一位置就无法分辨。因此，上述电子白板产品仍然存在进一步改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的网络白板系统及其实现方法。该网络白板系统及其实现方法基于已申请专利的“基于纸面的手写签名电子化方法”实现，让使用者只需要在纸面上书写就可以实现网络白板功能。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于纸面的网络白板系统，包括提供白板消息服务的中心服务器和至少两个网络信息终端，所述网络信息终端通过网络连接到所述中央服务器，其特征在于：

各网络信息终端以有线或者无线方式连接各自的电子笔，所述电子笔在UD纸上书写，书写的信息附加到所述UD纸的电子镜像纸之中，所述UD纸的电子镜像纸存储在所述中央服务器之中。

各网络信息终端与投影仪相连接。

所述网络信息终端为高档智能手机或者计算机。

一种利用上述的基于纸面的网络白板系统实现网络白板服务的方法，其特征在于：

所述网络白板系统中终端用户使用电子笔在UD纸上书写，书写的内容连同UD纸上的编码信息在电子笔内生成载有书写信息的电子镜像纸，发送到与之连接的网络信息终端之中；网络信息终端一方面将该电子镜像纸的内容在本终端中显示，另一方面将该信息通过网络发送给中央服务器，由中央服务器进行存储后，广播该信息到除源端之外的所有网络信息终端，各网络信息终端接收到该信息之后，将该信息的内容叠加到本机所显示的电子镜像纸内容之中。

各终端用户的电子笔提取包括分会场ID、笔ID、页ID、笔划数据在内的信息，提供给所述中央服务器。

一种在上述利用基于纸面的网络白板系统实现网络白板服务的方法中使用的白板本，其特征在于：

所述白板本由UD纸制成，其上具有笔划粗细的选择区域和笔划颜色的定义区域，还具有特定的功能区域，纸面的背景信息及区域定义在网络信息终端中预先存储好，通过电子笔可以进行笔划粗细及颜色的设置。

本发明所述的基于纸面的网络白板系统及其实现方法充分照顾了人们使用白板的日常习惯。它让用户仅仅使用电子笔在纸面上书写就可以实现网络白板的输入，方便快捷。书写的任何内容都具有数字镜像，便于通过网络进行传输。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为一个典型的网络白板应用系统的结构框图。

图2为将UD纸和电子笔应用在网络白板时系统组成示例框图。

图3和图4为网络白板终端用户界面示意图，其中图4为图3的局部放大图。

图5为白板消息更新的数据流示意图。

图6为白板本的具体样式示意图。

图7为本发明所述的网络白板实现方法以及白板本在网络教学中的应用方案示意图。

具体实施方式

在对本发明所述的基于纸面的网络白板系统及其实现方法进行进一步说明之前，首先介绍实现本方法所依赖的UD纸和电子笔的基本概念。

UD纸是本专利的发明人独立提出的新概念。它是指附着有特定编码信息的纸张，该编码信息同时存在于网络信息终端之中，形成该纸张的电子镜像。象这样附着有编码信息，并且该编码信息与实际纸张形成一一对应的绑定关系的纸就称为UD纸，而存在于网络信息终端中的编码信息就是该UD纸的电子镜像，我们将之称为电子镜像纸。概括地说，UD纸是实际纸张和电子镜像纸的复合。需要指出的是，UD纸并不限于使用实际的纸张，只要能够书写和制作的表面都可以生成上面所述的UD纸。

电子笔可以理解为是一台高速摄像机和一只具有实际书写功能的笔的组合。该高速摄像机安装在笔尖处的正上方，能够实时读取UD纸上的信息，包括UD纸上的编码信息和笔书写的痕迹。用户使用电子笔在UD纸上书写，电子笔上的摄像机记录书写的信息，并将载有书写信息的电子镜像纸传输到网络信息终端之中；电子镜像纸上的书写信息可以在网络信息终端中显示；该书写信息在所述电子笔内生成，并与UD纸上笔墨产生的书写信息形成同步的镜像。由瑞典Anoto公司提供的Anoto笔就是一种具备上述功能的电子笔。

关于UD纸和电子笔的进一步说明请参阅本发明人先前递交的发明专利申请“基于纸面的手写签名电子化方法”(申请号：200410009396.2，申请日：2004年8月2日)中的有关说明，在此就不再详细解释了。

图2为将UD纸和电子笔应用在网络白板时系统组成示例框图。此即本发明所述的网络白板系统的一个具体实施例。在图2中，参与网络白板作业的两方各自具有一台网络信息终端，图中显示为笔记本电脑。在实践中，该网络信息终端可以是现有的高档智能手机，还可以是PC机。两个网络信息终端通过Internet连接到中央服务器，从而实现网络通信。各网络信息终端以有线或者无线方式连接上述电子笔。UD纸将其电子镜像纸存储在中央服务器之中。

在进行网络白板作业时，网络通信中任一方通过电子笔在UD纸上书写，书写的内容连同UD纸上的编码信息被电子笔上的高速摄像机所摄取，在电子笔内经处理后生成载有书写信息的电子镜像纸，发送到与之连接的网络信息终端之中。网络信息终端一方面将该电子镜像纸的内容在本机中显示，另一方面将该信息通过Internet发送给中央服务器，由中央服务器进行存储后，广播该信息到除源端之外的所有信息终端，各网络信息终端接收到该信息之后，如图3和图4所示，将该信息的内容叠加到本机所显示的电子镜像纸内容之中，即以网络白板的形式显示所收到的消息。这就是本发明所述的基于纸面的网络白板实现方法。

在上述网络白板系统中，在各客户端，电子笔通过网络白板客户端提取网络白板的有关消息，如分会场ID、笔ID、页ID、笔划数据，打包后发送给服务器处理，同时在客户端中显示本地会场的白板书写结果。其他分会场的网络信息终端接收到中央服务器传来的白板消息后，同时接收服务器传来的数据。每个分会场都有一个独立的白板显示窗口，可以通过翻页来查看某个分会场的某页白板。如图2所示，各分会场的网络信息终端还可与投影仪相连，以便将网络白板消息通过投影仪放大显示，但这些投影仪并不是本发明所述系统的必备组成部分。

在图2所示的实施例中，网络白板客户端与中央服务器之间通过Internet传输数据。由于数据包中的笔划信息并不是图像，所以数据传输量并不大，采用Internet就可以保证传输速度。当然，本发明所述的方法使用局域网等其他网络同样能够实现发明目的。

中央服务器在本网络白板系统中也称为白板信息服务器。它的作用在于响应网络信息终端的白板消息服务请求，提供包括白板消息更新、白板消息查询在内的服务：

白板消息更新：该请求是在用户在白板纸面书写后提交白板消息时，由客户端发出的，该服务请求消息包括会场ID、笔ID、页ID，笔划数据。服务端接收到该白板消息将其存储在数据库后，向所有客户端向各分会场客户端发送该白板消息，各分会场客户端根据收到的白板消息后在该消息所在窗口及页面中添加笔划并显示。白板消息更新的数据流图如图5所示。

白板消息查询：该请求由客户端发出，内容包括分会场ID、页ID。服务端收到该请求后，根据分会场ID、页ID，在数据库中查找相应的笔划数据，打包白板消息，发送给请求的客户端。客户端根据收到的白板消息后在该消息所在窗口及页面中添加笔划，将该页置为当前页并显示。

当然，上面对本网络白板实现方法的说明只是粗线条的。但是，鉴于网络白板的实现平台早已是成熟的现有技术，本方法在具体实现时主要解决的是诸如数据接口之类的问题。而这些问题是一个普通软件开发人员就能够解决的，故在此就不详细加以说明了。

由于本发明所述的网络白板系统及其实现方法采用UD纸和电子笔作为输入工具，它可以充分利用UD纸和电子笔本身所提供的一系列功能，例如可以实现不同颜色、不同粗细的书写笔划，也可以固定笔芯与电子笔划颜色对应关系，实现笔划颜色所见即所得。它可以定制纸面的背景模板，如地图、坐标系、人体解剖图等，不同页面可以有不同的背景，用户在有什么样背景的纸面上书写，白板就会将笔划自动合成到相关背景上显示，位置精度百分百的准确。它还可以将手写即时通讯功能与网络白板结合起来，方便实时交流。另外，电子笔可以在电子镜像纸中记录笔划的时间戳信息，即使先后在白板窗口的同一位置书写同一笔划也能在其数字镜像中清晰辨认。关于上述功能的具体内容及其实现方式，请参阅本专利发明人先前递交的两件专利申请：“基于纸面的手写签名电子化方法”(申请号：200410009396.2，申请日：2004年8月2日)和“手写即时消息实现方法”(申请号：200410009596.8，申请日：2004年9月21日)。

在实现网络白板的过程中，本发明人还提供专用于实现网络白板的白板本。白板本由UD纸制成，其具体样式如图6所示，其上具有笔划粗细的选择区域和笔划颜色的定义区域，还具有特定的功能区域如“发送”等。纸面的背景及区域定义可以在网络信息终端中预先存储好，用来进行笔划和背景合成。通过电子笔可以进行笔划宽度及颜色的设置，在书写区的笔划将具备该设置属性，白板客户端的软件可以根据笔划宽度和颜色属性来显示图像。每页白板纸都有页码。中心服务器存储各分会场的白板本中的每一页数据，用户可以翻到书写过的本中某页继续书写，服务端会自动找到书写过的那页，将新的笔划添加进去。

下面结合图7，简单介绍本基于纸面的网络白板实现方法以及白板本在网络教学中的应用方案。

白板本除了可以用于实现网络白板操作之外，还可以在网络教学中供教师书写、制作课件。此时的白板本就成为教案本。由于本子上的每一页与电子课件的每一页建立对应关系。要更改某页课件，只需要翻到教案本中的那一页书写，修改后课件同步到服务器即可。教师也可以制作出规范的课件，使用UD纸专用打印机打印课件到UD纸上，可以在纸面上用电子笔增加内容。上述的UD纸专用打印机可以参阅本专利发明的发明专利申请“基于UD纸的专用打印系统及其方法”(申请号：200410078172.7，申请日：2004年9月20日)。

教师在准备授课前，首先将服务器中存储的电子课件，通过UD纸专用打印机打印到UD纸上。教师去授课带着打印好的教案和自己的电子笔就可以了，教学现场则需要有PC及投影。教师授课可以调出服务器中的电子课件，投影播放即可。

在教学中，教学现场的即兴板书是不可缺少的。这就需要用到本发明所述的网络白板系统。当需要对当前页加写板书内容时，教师翻到教案中的该页，用电子笔写后提交到PC中，系统会将新加的笔划自动叠加到当前课件上，位置精度准确，并且投影上马上反映出新增笔划。

电子课件中新增的板书内容可以存储到服务器中，供学生课后复习参考之用。

本网络白板系统应用在网络教学中，可以使教师在教室板书时使用笔在纸面课件上书写，书写更加自然，教师在课堂上无障碍表达。由于笔迹精度高，更适合书写复杂、细腻的图画，并可以放大显示。白板中笔划可以是不同颜色、不同粗细的，也可以固定笔芯与电子笔划颜色对应关系，实现笔划颜色所见即所得。教师在白板上板书的过程可以让学员通过网络终端实时观看，特别适合网络教学。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (6)

1.一种基于纸面的网络白板系统，包括提供白板消息服务的中心服务器和至少两个网络信息终端，所述网络信息终端通过网络连接到所述中央服务器，其特征在于：

各网络信息终端以有线或者无线方式连接各自的电子笔，所述电子笔在UD纸上书写，书写的信息附加到所述UD纸的电子镜像纸之中，所述UD纸的电子镜像纸存储在所述中心服务器之中。

2.如权利要求1所述的基于纸面的网络白板系统，其特征在于：

各网络信息终端与投影仪相连接。

3.如权利要求1所述的基于纸面的网络白板系统，其特征在于：

所述网络信息终端为高档智能手机或者计算机。

4.一种利用如权利要求1所述的基于纸面的网络白板系统实现网络白板服务的方法，其特征在于：

所述网络白板系统中终端用户使用电子笔在UD纸上书写，书写的内容连同UD纸上的编码信息在电子笔内生成载有书写信息的电子镜像纸，发送到与之连接的网络信息终端之中；网络信息终端一方面将该电子镜像纸的内容在本终端中显示，另一方面将该信息通过网络发送给中央服务器，由中央服务器进行存储后，广播该信息到除源端之外的所有网络信息终端，各网络信息终端接收到该信息之后，将该信息的内容叠加到本机所显示的电子镜像纸内容之中。

5.如权利要求4所示的利用基于纸面的网络白板系统实现网络白板服务的方法，其特征在于：

各终端用户的电子笔提取包括分会场ID、笔ID、页ID、笔划数据在内的信息，提供给所述中央服务器。

6.一种在权利要求4所示的利用基于纸面的网络白板系统实现网络白板服务的方法中使用的白板本，其特征在于：

所述白板本由UD纸制成，其上具有笔划粗细的选择区域和笔划颜色的定义区域，还具有特定的功能区域；

纸面的区域定义在网络信息终端中预先存储，通过电子笔进行笔划粗细及颜色的设置。

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