本发明涉及智慧教育技术领域，特别涉及一种基于AR的儿童书法学习系统及方法。
背景技术：
AR，是(Augmented Reality)即增强现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。因此颇受大众瞩目。如果你亲自体验过增强现实，才会感觉到它无限的魅力所在。AR游历于虚拟现实和真实之间。虽然，虚拟现实已经受到大众的关注，但我们生活的社会毕竟是真实与虚拟相结合的社会，那才是完美的统一，增强现实最终会证实其用途的广泛性。增强现实在信息领域，尤其利用国际互联网和全球卫星定位等技术，这些技术的结合，发展空间是无限的。
AR提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出一种基于增强现实技术的基于AR的儿童书法学习系统及方法。
一种基于AR的儿童书法学习方法，其包括如下步骤：
S1、将儿童书法学习素材划分为笔划单元练习素材、单字练习素材；并配置书法学习单元指导格；将笔划单元练习素材、单字练习素材以及书法学习单元指导格存储在服务器中；
S2、设置肢体语言操作控制指令信息，建立肢体语言操作控制指令信息与肢体动作之间的关联关系表，并将肢体语言操作控制指令信息以及关联关系表存储在服务器中；所述肢体语言操作控制指令信息包括触发书法学习场景指令、书法学习单元指导格缩放控制指令、书法学习单元指导格临摹指令；
S3、通过穿戴式头盔中数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断是否触发书法学习场景；在匹配成功后，启动书法学习场景；
S4、从服务器中调取书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；从服务器中调取笔划单元练习素材、单字练习素材，并获取用户的确认信息，根据用户的确认信息，将用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；
S5、继续通过数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断用户对于书法学习单元指导格临摹的操作；
S6、实时响应书法学习单元指导格临摹的操作；实时将书法学习单元指导格上笔划单元练习素材、单字练习素材与用户肢体语言信息中书法学习的匹配信息投射到可穿戴式头盔中的显示器上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，所述步骤S4中将用户选择的单元练习素材或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格包括：
配置用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材的透明度，透明度范围为60-70％；
将设置了透明度后的单元练习素材或单字练习素材叠加到各个书法学习单元指导格上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，
所述步骤S6中实时响应书法学习单元指导格临摹的操作包括：
将用户的肢体语言信息转换为对书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材的临摹信息；
并计算临摹信息与单元练习素材或单字练习素材的偏离程度是否超过预设偏离值；在未超过预设偏离值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设偏离值时，将超过预设偏离值的笔划进行第一变色处理，并判断为临摹失败。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，
所述步骤S6还包括配置书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材对应各个笔划的力度信息；
通过判断用户的肢体语言信息中在各个笔划上停留的时间判断临摹力度与配置的力度信息是否超过预设力度阈值；在未超过预设力度阈值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设力度阈值时，将超越预设力度阈值的笔划进行第二变色处理，并判断为临摹失败。
本发明还提供一种基于AR的儿童书法学习系统，其包括如下单元：
素材配置单元，用于将儿童书法学习素材划分为笔划单元练习素材、单字练习素材；并配置书法学习单元指导格；将笔划单元练习素材、单字练习素材以及书法学习单元指导格存储在服务器中；
指令配置单元，用于设置肢体语言操作控制指令信息，建立肢体语言操作控制指令信息与肢体动作之间的关联关系表，并将肢体语言操作控制指令信息以及关联关系表存储在服务器中；所述肢体语言操作控制指令信息包括触发书法学习场景指令、书法学习单元指导格缩放控制指令、书法学习单元指导格临摹指令；
学习场景触发单元，用于通过穿戴式头盔中数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断是否触发书法学习场景；在匹配成功后，启动书法学习场景；
模型叠加单元，用于从服务器中调取书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；从服务器中调取笔划单元练习素材、单字练习素材，并获取用户的确认信息，根据用户的确认信息，将用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；
临摹信息接收单元，用于继续通过数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断用户对于书法学习单元指导格临摹的操作；
练习过程实时显示单元，用于实时响应书法学习单元指导格临摹的操作；实时将书法学习单元指导格上笔划单元练习素材、单字练习素材与用户肢体语言信息中书法学习的匹配信息投射到可穿戴式头盔中的显示器上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，所述模型叠加单元中将用户选择的单元练习素材或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格包括：
配置用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材的透明度，透明度范围为60-70％；
将设置了透明度后的单元练习素材或单字练习素材叠加到各个书法学习单元指导格上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，
所述练习过程实时显示单元中实时响应书法学习单元指导格临摹的操作包括：
将用户的肢体语言信息转换为对书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材的临摹信息；
并计算临摹信息与单元练习素材或单字练习素材的偏离程度是否超过预设偏离值；在未超过预设偏离值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设偏离值时，将超过预设偏离值的笔划进行第一变色处理，并判断为临摹失败。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，
所述练习过程实时显示单元还包括配置书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材对应各个笔划的力度信息；
通过判断用户的肢体语言信息中在各个笔划上停留的时间判断临摹力度与配置的力度信息是否超过预设力度阈值；在未超过预设力度阈值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设力度阈值时，将超越预设力度阈值的笔划进行第二变色处理，并判断为临摹失败。
本发明提供的基于AR的儿童书法学习系统及方法，能够克服现有技术中儿童练习书法容易弄脏衣服或书桌等物品的缺陷，采用现实增强技术，将虚拟显示在显示器上的临摹素材和实时采集的肢体语言信息进行叠加，能够使得儿童能够进行隔空进行书法练习。
附图说明
图1是本发明实施例的基于AR的儿童书法学习系统结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种基于AR的儿童书法学习方法，其包括如下步骤：
S1、将儿童书法学习素材划分为笔划单元练习素材、单字练习素材；并配置书法学习单元指导格；将笔划单元练习素材、单字练习素材以及书法学习单元指导格存储在服务器中；
S2、设置肢体语言操作控制指令信息，建立肢体语言操作控制指令信息与肢体动作之间的关联关系表，并将肢体语言操作控制指令信息以及关联关系表存储在服务器中；所述肢体语言操作控制指令信息包括触发书法学习场景指令、书法学习单元指导格缩放控制指令、书法学习单元指导格临摹指令；
S3、通过穿戴式头盔中数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断是否触发书法学习场景；在匹配成功后，启动书法学习场景；
S4、从服务器中调取书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；从服务器中调取笔划单元练习素材、单字练习素材，并获取用户的确认信息，根据用户的确认信息，将用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；
S5、继续通过数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断用户对于书法学习单元指导格临摹的操作；
S6、实时响应书法学习单元指导格临摹的操作；实时将书法学习单元指导格上笔划单元练习素材、单字练习素材与用户肢体语言信息中书法学习的匹配信息投射到可穿戴式头盔中的显示器上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，所述步骤S4中将用户选择的单元练习素材或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格包括：
配置用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材的透明度，透明度范围为60-70％；
将设置了透明度后的单元练习素材或单字练习素材叠加到各个书法学习单元指导格上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，
所述步骤S6中实时响应书法学习单元指导格临摹的操作包括：
将用户的肢体语言信息转换为对书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材的临摹信息；
并计算临摹信息与单元练习素材或单字练习素材的偏离程度是否超过预设偏离值；在未超过预设偏离值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设偏离值时，将超过预设偏离值的笔划进行第一变色处理，并判断为临摹失败。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习方法中，
所述步骤S6还包括配置书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材对应各个笔划的力度信息；
通过判断用户的肢体语言信息中在各个笔划上停留的时间判断临摹力度与配置的力度信息是否超过预设力度阈值；在未超过预设力度阈值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设力度阈值时，将超越预设力度阈值的笔划进行第二变色处理，并判断为临摹失败。
如图1所示，本发明还提供一种基于AR的儿童书法学习系统，其包括如下单元：
素材配置单元10，用于将儿童书法学习素材划分为笔划单元练习素材、单字练习素材；并配置书法学习单元指导格；将笔划单元练习素材、单字练习素材以及书法学习单元指导格存储在服务器中；
指令配置单元20，用于设置肢体语言操作控制指令信息，建立肢体语言操作控制指令信息与肢体动作之间的关联关系表，并将肢体语言操作控制指令信息以及关联关系表存储在服务器中；所述肢体语言操作控制指令信息包括触发书法学习场景指令、书法学习单元指导格缩放控制指令、书法学习单元指导格临摹指令；
学习场景触发单元30，用于通过穿戴式头盔中数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断是否触发书法学习场景；在匹配成功后，启动书法学习场景；
模型叠加单元40，用于从服务器中调取书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；从服务器中调取笔划单元练习素材、单字练习素材，并获取用户的确认信息，根据用户的确认信息，将用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格，并投射到可穿戴式头盔中的显示器上；
临摹信息接收单元50，用于继续通过数据采集器采集用户的肢体语言信息；根据用户的肢体语言信息与关联关系表之间的匹配结果判断用户对于书法学习单元指导格临摹的操作；
练习过程实时显示单元60，用于实时响应书法学习单元指导格临摹的操作；实时将书法学习单元指导格上笔划单元练习素材、单字练习素材与用户肢体语言信息中书法学习的匹配信息投射到可穿戴式头盔中的显示器上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，所述模型叠加单元40中将用户选择的单元练习素材或单字练习素材叠加到书法学习单元指导格包括：
配置用户选择的单元练习素材和/或单字练习素材的透明度，透明度范围为60-70％；
将设置了透明度后的单元练习素材或单字练习素材叠加到各个书法学习单元指导格上。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，
所述练习过程实时显示单元60中实时响应书法学习单元指导格临摹的操作包括：
将用户的肢体语言信息转换为对书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材的临摹信息；
并计算临摹信息与单元练习素材或单字练习素材的偏离程度是否超过预设偏离值；在未超过预设偏离值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设偏离值时，将超过预设偏离值的笔划进行第一变色处理，并判断为临摹失败。
在本发明所述的基于AR的儿童书法学习系统中，
所述练习过程实时显示单元60还包括配置书法学习单元指导格上单元练习素材或单字练习素材对应各个笔划的力度信息；
通过判断用户的肢体语言信息中在各个笔划上停留的时间判断临摹力度与配置的力度信息是否超过预设力度阈值；在未超过预设力度阈值时，判断单元练习素材或单字练习素材临摹成功，在超过预设力度阈值时，将超越预设力度阈值的笔划进行第二变色处理，并判断为临摹失败。
本发明提供的基于AR的儿童书法学习系统及方法，能够克服现有技术中儿童练习书法容易弄脏衣服或书桌等物品的缺陷，采用现实增强技术，将虚拟显示在显示器上的临摹素材和实时采集的肢体语言信息进行叠加，能够使得儿童能够进行隔空进行书法练习。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。