[发明专利]一种远程智能光影互动的绘画导学装置及其应用

权利要求书

1.一种远程智能光影互动的绘画导学装置，其特征在于：包括光影互动系统、立柱、垂直关节、辅助底板、水平关节、底板和画板；所述底板和辅助底板的一侧通过水平关节相连接，使用时底板与辅助底板呈一个平面；画板放置在底板上面；辅助底板的另一侧有立柱，立柱与辅助底板通过垂直关节相连接，垂直关节有限位功能，将立柱限位于垂直辅助底板；所述光影互动系统包括光影互动控制器、卡座、投影灯和摄像头；所述光影互动系统通过卡座插接在立柱的顶端，光影互动控制器的一侧与卡座固定连接，光影互动控制器的另一侧装有投影灯和摄像头且朝向画板的方向。

2.根据权利要求1所述的绘画导学装置，其特征在于：还包括压紧球和弹簧关节；画板正面的四个角上均安装有弹簧关节，弹簧关节的顶端固定有一个压紧球。

3.根据权利要求1或2所述的绘画导学装置，其特征在于：还包括半透板，半透板通过定位关节安装在光影互动控制器顶端的另一侧，半透板可以定位在0～270°之间任意位置，半透板起到透射光线和反射光线的作用。

4.根据权利要求1所述的绘画导学装置，其特征在于：所述光影互动控制器内置有中央处理器、网络交换器、语音系统和数据接口。

5.一种远程智能光影互动的绘画导学装置的应用，其特征在于：应用于教师远程绘画导学或智能绘画导学。

6.根据权利要求5所述的绘画导学装置的应用，其特征在于：教师远程绘画导学时，教师端和学生端均使用所述远程智能光影互动的绘画导学装置，教师在画纸上作画，摄像头实时拍摄教师端装置画纸上的图像信息，教师端装置半透板定位在0度位置，摄像头对采集区域的图像信息进行采集；然后通过网络交换器与学生端装置连接，将图像信息传递到学生端装置；学生端装置的半透板定位在合适角度位置，使教师端传输过来的图像信息的一部分光线反射在辅助画板正面，用于参考，一部分光线通过半透板透射在学生端装置的画板上，用于临摹；同时教师通过语音系统指导学生绘画学习；当学生端装置的半透板收起时，摄像头可将学生绘画的实时图像信息反馈到教师端，投射在教师端的画板上，用于教师在线指导。

7.根据权利要求5所述的绘画导学装置的应用，其特征在于：所述教师远程绘画导学，包括下述步骤：

(1)教师端/学生端收起半透板，摄像头对视距范围内画板定位，识别标记四个压紧球的球心坐标(X_n,Y_n)，并以水平和垂直位置相同的压紧球心坐标来矫正光影互动系统的坐标和投影灯；

(2教师端/学生端的摄像头对画板坐标平面范围内进行图像采集，即每一个坐标点的RGB数据，该数据矩阵记录为空白纸的底色数据；

(3)教师在画纸上作画，教师端的摄像头对坐标平面范围内进行RGB数据扫描，对数据变化超过阈值的坐标点存储RGB数据，并将坐标数据和RGB数据传送到网络交换器；

(4)学生端打开半透板，网络交换器接收到教师端坐标数据和RGB数据，由中央处理器控制投影灯在学生端画板坐标平面范围内投影还原出教师端画板光影图案，辅助画板上同时显示教师端画板光影图案，学生按照画板光影图案进行绘画；

(5)学生绘画结束后，学生端的投影灯关闭，收起半透板，启动摄像头并对画板坐标平面范围内进行RGB数据扫描，对数据变化超过阈值的坐标点存储RGB数据，并将坐标数据和RGB数据传送到网络交换器；

(6)教师端网络交换器接收到学生端坐标数据和RGB数据，由中央处理器控制投影灯在教师端画板坐标平面范围内投影还原学生端的画板光影图案；

(7)教师端更换空白画纸，观看学生端的画板光影图案，并在新的空白画纸上用笔批注指导；然后教师端的装置重复第(3)步骤，将教师批注指导数据传送到网络交换器；

(8)学生端装置重复第(4)步骤，将教师端批注指导数据投射在学生端画板上，在其画作上叠加教师批注指导意见，实时接受教师的指导。