[发明专利]一种利用增强现实技术与平面读物相结合的汉字学习方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体的说是一种利用增强现实技术与平面读物相结合的汉字学习方法。

背景技术

传统的汉字学习方法大多采用书本类平面读物为载体，使用文字，图片作为信息传递的主要媒体手段，这样的学习方法死板、生硬，并且完全没有扩展性，长时间的学习会使人觉得枯燥乏味，没有吸引力。

随着多媒体技术的发展，许多平面读物根据读物内容配套多媒体光盘或者软件，这样的多媒体方式和书本相结合，使得书本更加生动，同时也极大的丰富和扩充了书本中的内容，但是，由于配套光盘需要在电脑上单独运行，在使用环境上和书本脱离，也造成了书本和多媒体资料脱节，缺少交叉组织关系，缺少同步感。这样的知识体系不够完整，没有立体性。

增强现实(Augment Reality，AR)技术可以将虚拟的物体合并到现实场景中，并能支持用户与其进行交互，它已经成为虚拟现实研究中的一个重要领域，也是人机界面技术发展的一个重要方向，同沉浸式的虚拟现实相比，增强现实不但应用的场合广泛，而且更加安全，因为增强现实系统可以让用户在看到虚拟物体的同时，仍能看到真实的场景，即使在停电和设备故障等情况下，也能保证用户的安全。AR系统中一般都包含以下4个基本步骤：获取真实场景信息；对真实场景和相机位置信息进行分析；生成虚拟景物；合并视频或直接显示。即图形系统首先根据摄像头的位置信息和真实场景中的定位标记来计算虚拟物体坐标到相机视平面的仿射变换，然后按照仿射变换矩阵在视平面上绘制虚拟物体，最后与真实场景的视频合并后，一起显示在普通显示器上。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，提供一种利用增强现实技术与平面读物相结合的汉字学习方法，本方法对传统的汉字学习方法进行改良，通过结合增强现实技术，增强了汉字学习的拓展性，使得整个学习过程更加生动有趣。

本发明一种利用增强现实技术与平面读物相结合的汉字学习方法，该方法中所述的平面读物页面上设有汉字和增强现实标识物，该方法包括以下步骤：

(1)增强现实系统环境初始化；

(2)通过摄像头捕获平面读物当前视频帧，即通过摄像头捕捉到实时视频图像，并获取相关图像信息，并根据这些图像信息数据分配内存，存储图像信息；

(3)对帧图像数据进行处理，获得处理后的二值图像；

(4)检测二值图像，寻找增强现实标识物的黑色方框；

(5)若找到黑色方框，定位黑色方框的边，角，并保存相关数据，否则返回步骤(2)；

(6)通过保存的黑色方框边，角相关数据，进行增强现实标识物的定位；

(7)判断增强现实标识物的类型，并执行相应操作；

(8)操作完毕返回步骤(2)，开始对下一帧实时图像进行处理。

在上述技术方案中，步骤(1)中的初始化过程具体包括A1.用于读取二维实时图像数据和虚拟数据的API应用环境的初始化；A2.摄像头的内部参数初始化；A3.增强现实标识物相关数据的读取。

在上述技术方案中，步骤(6)中的增强现实标识物分为两类，即F1.类型标识物、F2.交互标识物。

在上述技术方案中，所述类型标识物是用于确定该平面读物页面所对应的虚拟数据，对类型标识物的操作步骤为：

F11.匹配类型标识物；

F12.根据类型标识物与黑色方框的相对位置，进一步对虚拟数据定位，以增加虚拟数据与读物页面的贴合度。

在上述技术方案中，所述交互标识物对应了具体的交互操作，若按下交互标识物即对标识物进行遮挡，则交互标识物对应的功能启动，对交互标识物的操作步骤为：

F21.检测交互标识物，确定对应的功能类型；

F22.判断交互标识物的当前状态即是否被遮挡，并将当前状态信息保存下来；

F23.根据之前保存的状态信息数据，对交互标识物的状态变化进行模式匹配，以确定标识物是否被按下；

F24.若按下标识物，则进行相应的功能操作。

在上述技术方案中，所述平面读物页面上的增强现实标识物包括“互动学习”，该交互标识物是使用“互动数字方块”进行互动学习；“互动数字方块”为一个正方体框，每一个面都可以插入一张卡片，每一个面都设有类型标识物，每个汉字配有六张卡片，分别对应此汉字的字形、字义、字源、造句、英文，另外还留有一张卡片待用，当插入卡片之后，将数字方块对准摄像头，摄像头读取数字方块所对应的面，来获得信息，继而在电脑上播放相应的动画视频，以助学习者学习相应内容。