CN208092980U - 具有真实触感的数字化书法体验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于人机交互技术领域，旨在解决现有的电子书写设备真实度较差，并且无法有效地提高用户的书法水平的问题。为此，本实用新型提供了一种具有真实触感的数字化书法体验设备，该该数字化书法体验设备包括显示装置，其用于显示字模；书写装置，其用于在显示装置上书写字模；采集装置，其用于采集书写装置在显示装置上书写的参数信息；控制装置，其与采集装置通信以接收参数信息并基于参数信息生成字模数据；投影装置，其与控制装置通信以接收字模数据并基于字模数据生成字模影像以及将字模影像投影至显示装置。本实用新型能够使通过书写装置书写出来的字模更具真实性地呈现，使用户可以更有针对性地进行书法练习，从而提高书法水平。

Description

具有真实触感的数字化书法体验设备

技术领域

本实用新型属于人机交互技术领域，具体提供一种具有真实触感的数字化书法体验设备。

背景技术

在书法写作中，可以采用传统的利用纸张的书写方式和利用电子设备的书写方式。若采用传统的利用纸张的书写方式，不仅需要大量的纸张，而且需要不断地研磨，对书法学习环境的维护更是费时费力，使得传统的书法学习变得繁琐，容易令人疲惫。若采用电子设备的书写方式，需要利用电子笔、触摸屏等交互装置，现有的电子书写设备一般只强调电子书写的便捷性，而且在实操过程中，一般是在光滑材质的结构上进行书写，忽略了书写的真实感和艺术感，更无法对用户进行指导以提升其书写水平。并且，初学者在学习书法的过程中，需要不断地寻找字帖去临摹和练习，但其对书法作品的辨识和筛选能力有限，学习的作品水平也往往参差不齐，使得练习效果不佳。而如果通过专业的书法培训进行学习，虽然在资源上具有一定优势，但是其教育模式相对固定，很难针对不同初学者的个人特点进行有针对性地培训。

因此，本领域需要一种新的具有真实触感的数字化书法体验设备来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的电子书写设备真实度较差，并且无法有效地提高用户的书法水平的问题，本实用新型提供了一种具有真实触感的数字化书法体验设备，该数字化书法体验设备包括显示装置，其用于显示字模；书写装置，其用于在显示装置上书写字模；采集装置，其用于采集书写装置在显示装置上书写的参数信息；控制装置，其与采集装置通信以接收参数信息并基于参数信息生成字模数据；投影装置，其与控制装置通信以接收字模数据并基于字模数据生成字模影像以及将字模影像投影至显示装置。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，数字化书法体验设备还包括书法平台，显示装置、书写装置和采集装置均设置于书法平台上，控制装置和投影装置设置于书法平台内，投影装置的投射端设置为朝向显示装置。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，显示装置包括设置在书法平台上的双面投影幕布屏，双面投影幕布屏包括显示面和接收面，投影装置的投射端设置为朝向接收面。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，采集装置包括设置在双面投影幕布屏上的红外触控框，红外触控框围成双面投影幕布屏的书写区域并用于采集参数信息。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，书写装置包括至少一个书写笔，书写笔挂接在设置于书法平台上的书写笔支架上。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，数字化书法体验设备还包括设置在书法平台上的虚拟砚台，虚拟砚台包括设置在书法平台上的砚台座、设置在砚台座上的电容板以及设置在砚台座和电容板之间的处理模块，处理模块能够接收书写笔对电容板的压力信号并基于压力信号使电容板呈现墨汁荡漾流动的动画。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，数字化书法体验设备还包括设置在书法平台内的信息发射装置，信息发射装置与控制装置通信并能够将参数信息和/或字模数据上传至云端服务器。

在上述数字化书法体验设备的优选技术方案中，参数信息包括书写装置的位置信息、速度信息和力度信息中的至少一种。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，通过采集装置将书写的参数信息进行采集并且传输给控制装置进行分析处理，从而生成字模数据，再基于字模数据生成字模影像，最后以投影的方式通过显示装置而呈现出来。通过这样的设置，使通过书写装置书写出来的字模更具真实性地呈现，使用户可以更有针对性地进行书法练习，从而提高书法水平。

进一步地，通过双面投影幕布屏可以将字模更具真实性地呈现，并且使用户在书写时能够产生更为真实的触感，并且通过控制装置和投影装置可以将交互界面在双面投影幕布屏呈现出来，从而使用户的书写环境更加真实。此外，采用双面投影幕布屏既能够实现人机的交互，又能够将人机交互的结果通过影像的方式呈现出来，从而使用户可以在具有真实触感的幕布屏进行书法练习，在提高书法水平的同时提升用户体验。

更进一步地，通过红外触控框可以检测书写中书写笔的位置信息、速度信息以及力度信息，并且红外触控框可以将上述几种感知信息传输给控制装置进行分析处理并通过控制装置基于上述几种感知信息生成字模数据，最后由投影装置基于字模数据生成字模影像并以投影的方式通过双面投影幕布屏呈现出来。通过采集书写笔的上述几种感知信息，可以将字模更为真实地呈现出来，即，通过上述几种感知信息可以更加全面地采集诸如字模的位置、笔迹、粗细等信息，从而提高了字模数据的准确性，进而使呈现出来的字模更加真实，并且更加贴合于利用传统毛笔在纸张上书写出来的字模，从而在达到练习书法目的的同时提升用户体验。

再进一步地，通过虚拟砚台可以使用户体验真实的蘸墨场景，从而使用户既能够体验真实的书写，又能够体验真实的蘸墨。通过这样的设置，使用户更具真实性地体验书法的整个书写过程，从而提高用户对书法的兴趣，并且进一步提升用户体验。

又进一步地，通过信息发射装置可以将书写笔书写过程中的参数信息和/或字模数据上传至云端服务器，从而使用户书写的作品可以保存至云端服务器，从而便于用户对书法作品进行分析、调取和储存，并且能够在一定程度上释放本地服务器的内存，避免本体服务器臃肿而影响用户的数据的读取速度以及书写的流畅性，从而更进一步地提升用户体验。

附图说明

图1是本实用新型的数字化书法体验设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

基于背景技术指出的现有的电子书写设备真实度较差，并且无法有效地提高用户的书法水平的问题。本实用新型提供了一种具有真实触感的数字化书法体验设备，旨在使书写出来的字模更具真实性地呈现，使用户可以更有针对性地进行书法练习，从而提高书法水平。

具体地，本实用新型的数字化书法体验设备包括显示装置，其用于显示字模；书写装置，其用于在显示装置上书写字模；采集装置，其用于采集书写装置在显示装置上书写的参数信息；控制装置，其与采集装置通信以接收参数信息并基于参数信息生成字模数据；投影装置，其与控制装置通信以接收字模数据并基于字模数据生成字模影像以及将字模影像投影至显示装置。其中，显示装置可以为双面投影幕布屏或显示屏等，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置显示装置的具体结构，只要通过显示装置能够将字模显示出来即可。再者，书写装置可以为书写笔，书写笔优选为聚锋软笔，聚锋指的是笔尖通过特殊聚锋处理，笔尖在不沾水的情况下，不会像普通毛笔那样散落分叉，始终能够如同蘸墨的软笔一般，这种软笔非常适用于在双面投影的幕布屏上书写，当然，书写装置还可为其它书写工具的结构，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置书写装置的具体结构，只要通过书写装置能够在显示装置进行书写即可。再者，采集装置可以为红外触控框，又或者为多个红外传感器，又或者其它传感器的组合，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置采集装置的具体结构，只要通过采集装置能够采集书写装置书写的具体参数信息即可。此外，控制装置优选为控制器和控制主机的组合，通过控制主机可以与采集装置通信并接收采集装置采集到的参数信息，控制主机再将这些参数信息传输给控制器进行分析处理，并通过控制器基于这些参数信息生成字模数据，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置控制装置的具体结构，只要通过控制装置能够实现与采集装置的传输并基于参数信息能够生成字模数据即可。再者，本实用新型的投影装置可以为投影仪，也可以为其它能够实现投影功能的结构，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置投影装置的具体结构，只要通过投影装置能够基于字模数据生成字模影像并将该字模影像投影至显示装置即可。

下面以书写装置包括聚锋软笔和软笔支架，显示装置为双面投影幕布屏，采集装置为红外触控框，控制装置包括控制主机和控制器，投影装置为投影仪为例，详细地阐述本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的数字化书法体验设备包括书法平台1、设置在书法平台1顶面的双面投影幕布屏2和软笔支架3、设置在书法平台1内的控制主机4和投影仪5以及设置在双面投影幕布屏2边缘的红外触控框6，控制主机4内设有控制器，软笔支架3上挂接有三个粗细不同的聚锋软笔7，通过不同粗细的三种聚锋软笔7，在书写时能够显示出不同的书写效果。投影仪5的投影端朝向双面投影幕布屏2的底面(即接收面)设置，投影仪5投影至双面投影幕布屏2底面的字模影像可以通过投影仪5的顶面(即显示面)显示出来。此外，双面投影幕布屏2还能够显示软件的交互界面，即通过控制器将软件的交互界面的数据传输给投影仪5，投影仪5基于交互界面的数据生成交互界面的影像，从而使双面投影幕布屏2可以显示软件的交互界面。控制主机4与红外触控框6通信并可以接收红外触控框6采集到的参数信息，该参数信息包括书写的位置信息、速度信息和力度信息，通过将上述参数信息传输给控制器，控制器基于这些参数信息生成字模数据，最后将字模数据传输给投影仪5。投影仪5能够基于字模数据生成字模影像，并将该字模影像显示出来，同时，投影仪5还能显示控制器中的交互界面。

具体地，继续参照图1，双面投影幕布屏2在下，红外触控框6在上，红外触控框6用于实现使用不同粗细的聚锋软笔7在书法写作过程中的书写位置感知、书写速度感知和书写力度感知，投影仪5接收控制器中的数据信息，包括界面及用户的书写数据，双面投影幕布屏2面向投影仪5的一侧用于接收投影画面，另一侧用于显示控制器中的内容并提供书写和界面操作功能，通过红外触控框6采集用户触摸信息，并将信息传递给控制主机4，经由控制器最终在通过投影仪5将新的界面信息投影在双面投影幕布屏2上。

需要说明的是，前述中的参数信息除了包括书写的位置信息、速度信息和力度信息之外，还可以包括其它信息，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地采集书写的任何信息，只要通过这些参数信息最终能够生成更为真实的字模影像即可。

优选地，本实用新型的数字化书法体验设备还包括设置在书法平台1上的虚拟砚台8，虚拟砚台8包括设置在书法平台1上的砚台座、设置在砚台座上的电容板以及设置在砚台座和电容板之间的处理模块，处理模块能够接收书写笔对电容板的压力信号并基于压力信号使电容板呈现墨汁荡漾流动的动画。通过上述的虚拟砚台8，可以在聚锋软笔7点蘸时，通过墨池水波纹呈现墨汁荡漾流动状态。并且通过电容板结合实体的砚台座的方式来制作以及可以在处理模块内设置墨池水波纹的交互动画，当聚锋软笔7点蘸时，通过墨池水波纹呈现墨汁荡漾流动状态。

优选地，本实用新型的数字化书法体验设备还包括设置在书法平台1内的信息发射装置，信息发射装置与控制装置通信并能够将参数信息和/或字模数据上传至云端服务器。其中，信息发射装置优选为路由器9，具体地，路由器9与控制器通信连接并可以通过路由器9将用户的作品上传至云端服务器，或者将用户在书写过程中的字模数据和/或参数信息上传至云端服务器，从而便于作品的储存、分析、比对以及调取。当然，在实际应用中，信息发射装置还可以采用除路由器9之外的其他发射装置，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置信息发射装置的具体结构，只要通过信息反射装置能够将书法的作品信息、参数信息和/或字模数据发送至云端服务器即可。

优选地，本实用新型的数字化书法体验设备还包括打印机，其中，打印机可以分别与控制器通信和/或与云端服务器通信，通过这样的设置，可以对用户的书法作品进行打印。

在另一方面，本实用新型的数字化书法体验设备可以通过下述的书法体验方法来进行书写体验，该书法体验方法包括：采集书写的参数信息；基于参数信息生成字模数据；基于字模数据生成字模影像；将字模影像以投影方式显示。通过采用该书法体验方法，使用户能够体验真实的触感，并且这种触感的真实性可以尽可能地贴合于采用传统毛笔在纸张上的书写触感，从而使用户在提高书法水平的同时，能够得到更为真实的书法体验，进而提升用户体验以及对书法的兴趣。

优选地，上述的书法体验方法还包括：“采集书写的参数信息”的步骤之前或者同时，选择书法模式，并且书法模式包括书法体验模式、书法教学模式和书法欣赏模式。其中，上述三种书法模式共包括自由书写、书法临摹、书法教学、名作欣赏、书法字典和书法游戏六个功能模块。

具体而言，书法体验模式包含自由书写模块和书法临摹模块。自由书写模块为使用者提供自由的书写体验环境，例如，利用前述的控制器可以使投影仪5在双面投影幕布屏2上投射出“宣纸区”，用户可在“宣纸区”自由书写，并且可以通过控制器的控制来更换“宣纸区”的背景，设计用户印章盖于作品上，并且可以将作品保存、上传云端服务器或者连接打印机打印。用户在书写过程中会真实地体验到笔墨由浓变淡的过程，需要通过前述的虚拟砚台8进行“蘸墨”，来维持笔墨浓度，“蘸墨”使得虚拟砚台8产生墨汁荡漾效果。此外，书写过程中可以进行笔迹的撤销或清除。书法临摹模块为用户提供临摹的书写体验环境，用户可选择临摹的作品，并使双面投影幕布屏2上投射出临摹环境，从而体验字帖、碑文、名作的临摹书写，在临摹书写完成后，可以利用系统自动打分评判。

再者，书法教学模式包含书法教学模块及各种教学资源。书法教学模块为用户提供书法教学的书写体验环境，用户可选择学习的视频素材，播放视频观看名家亲临的书写过程，并可以在前述的“宣纸区”中进行跟随练习。

再者，书法欣赏模式包含名作欣赏模块、书法字典模块以及书法游戏模块。名作欣赏模块为用户提供名作欣赏的书写体验环境，用户可选择要欣赏字帖、碑文或名作，并且可以通过投影仪5提供缩放功能，便于用户观赏细节。书法字典模块为用户提供书法字典的书写体验环境，用户可根据欲查询的书法字体、内容、作者、所属朝代或出处，对特定的汉子的特定书体进行查询。查询到的内容包括该字的出处、作者和其所处朝代书法风格的介绍，以及该字的书写技巧。书法游戏模块为用户提供书法游戏的书写体验环境，用户可通过书法游戏增进对书法的了解，提高学习书法的兴趣。

此外，前述的控制器可以还包括通讯模块，通过通讯模块可以自动从云端服务器更新数据，并且能够实现将作品根据用户的需求分享至云端服务器。

在实际应用中，用户可以根据下述的流程步骤来选择具体的书法模式以及体验不同的功能模块，其中的书法欣赏模式仅以包括名作欣赏和书法字典来示例说明，其步骤具体包括：

在步骤S301，首选选择具体的书法模式，包括步骤S302的书法体验模式、步骤S303的书法教学模式和步骤S304的书法欣赏模式。

其中，书法体验模式的具体步骤如下：

在步骤S3021，取下软笔支架3上的聚锋软笔7，选择体验模式。

在步骤S3022，在书法体验模式中可选择自由书写模式或者临摹模式，自由书写模式提供不同的书写背景，并且可以在虚拟砚台8中蘸墨，书写的作品可以通过打印机打印，临摹模式提供按名家分类的字帖，可供用户临摹。

在步骤S3023，使用聚锋软笔7在双面投影幕布屏2上书写，完成自由书写或者临摹。

在步骤S3024，若使用自由书写模块，则可以使用模块所带印章生成功能，生成附带用户名字的电子印章，盖章保存；若使用临摹模块，可在临摹完成后可进行系统评分。

书法教学模式的具体步骤如下：

在步骤S3031，用户选择需要学习的书法书体，然后选择该书体典型的教学素材。

在步骤S3032，视频播放区域会播放上述步骤中教学素材的视频，教导用户书写该字的笔势和笔顺。

在步骤S3033，用户可以跟随教学视频，在模块附带的练习区域跟随视频书写练习，或者在教材图片区域进行临摹。

书法欣赏模式的具体步骤如下：

书法欣赏模式包括步骤S3041的字帖、碑文的欣赏和步骤S3044的书法字典查阅欣赏。

在步骤S3042，用户选择希望欣赏的书法书体，然后选择该书体典型的字帖或者碑文。

在步骤S3043，用户可以使用字帖、碑文欣赏所带的缩放功能，观赏作品整体或细节。

在步骤S3045，用户输入欲欣赏的某一文字，可查阅古往今来该文字的相关书体信息。

在步骤S3046，用户可选择查阅内容的作者、朝代和出处来具体了解该文字相关书体信息。

在步骤S3047，用户可对以上的欣赏内容进行临摹练习。

最后，在步骤S305，判断是否对以往步骤中所书写或临摹的作品进行保存或分享，如保存分享则进行S306步骤，否则返回到步骤S301。

在步骤S306，将书法作品保存本地并上传云端，可选择用打印机打印。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有真实触感的数字化书法体验设备，其特征在于，所述数字化书法体验设备包括：

显示装置，其用于显示字模；

书写装置，其用于在所述显示装置上书写字模；

采集装置，其用于采集所述书写装置在所述显示装置上书写的参数信息；

控制装置，其与所述采集装置通信以接收所述参数信息并基于所述参数信息生成字模数据；

投影装置，其与所述控制装置通信以接收所述字模数据并基于所述字模数据生成字模影像以及将所述字模影像投影至所述显示装置。

2.根据权利要求1所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述数字化书法体验设备还包括书法平台，所述显示装置、所述书写装置和所述采集装置均设置于所述书法平台上，所述控制装置和所述投影装置设置于所述书法平台内，所述投影装置的投射端设置为朝向所述显示装置。

3.根据权利要求2所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述显示装置包括设置在所述书法平台上的双面投影幕布屏，所述双面投影幕布屏包括显示面和接收面，所述投影装置的投射端设置为朝向所述接收面。

4.根据权利要求3所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述采集装置包括设置在所述双面投影幕布屏上的红外触控框，所述红外触控框围成所述双面投影幕布屏的书写区域并用于采集所述参数信息。

5.根据权利要求2所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述书写装置包括至少一个书写笔，所述书写笔挂接在设置于所述书法平台上的书写笔支架上。

6.根据权利要求5所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述数字化书法体验设备还包括设置在所述书法平台上的虚拟砚台，所述虚拟砚台包括设置在所述书法平台上的砚台座、设置在所述砚台座上的电容板以及设置在所述砚台座和所述电容板之间的处理模块，所述处理模块能够接收所述书写笔对所述电容板的压力信号并基于所述压力信号使所述电容板呈现墨汁荡漾流动的动画。

7.根据权利要求2所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述数字化书法体验设备还包括设置在所述书法平台内的信息发射装置，所述信息发射装置与所述控制装置通信并能够将所述参数信息和/或所述字模数据上传至云端服务器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的数字化书法体验设备，其特征在于，所述参数信息包括所述书写装置的位置信息、速度信息和力度信息中的至少一种。