基于VR的眼球运动训练的方法及其系统与流程

本发明涉及视觉训练的技术领域，具体涉及一种基于vr的眼球运动训练的方法及其系统的技术。

背景技术：

眼睛的构造和照相机是一样的。眼睛里也有一个非常精细的器官—晶状体，它如同照相机里的调焦器，每天做着无数次的精细调焦运动，来保证人们能够随时看清楚远近不同距离的物体。

晶状体是眼睛的调焦器，而带动晶状体调焦运动的是肌肉，就像人体的胳膊、腿的肌肉一样，当肌肉长期工作、或肌肉长期处于一种工作状态时，就会出现疲劳症状。如：每天坐着，3个小时以后，人们就会感到腰酸、背痛，这就是你的腰肌、背肌疲劳了。同样，使用3个小时电脑，眼睛会很累，称它为视疲劳，是人的眼睛调焦运动的肌肉即睫状肌疲劳了，它不能产生有效的运动，人的眼睛就不能调焦了。

特别是随着科技的发展，人们的生活水平的不断提高，手机成为人们必不可少的一种工具。汇款、购物、订购火车票、预订酒店、团购美食、刷朋友圈、看各种新闻……可是也因此在日常生活中忽视了眼睛的健康，人们用眼的频率不断的提高，常常长时间的盯着屏幕看，睫状肌长期紧张，造成眼睛疲劳。这对青少年来说，多为近视的信号。眼球运动不足，将会影响青少年快速、舒适阅读、理解力及认知过程即注意力、记忆和应用视觉信息。

眼球运动训练是改善调节，减缓视觉疲劳最有效的方法。

虚拟现实(virtualreality，简称vr)虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

鉴于以上所述，结合虚拟现实的优势，如何将眼球运动训练与vr相结合成为了一个新的研究方向。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种基于vr的眼球运动训练的方法及系统，有效、有趣、方便地训练眼球，促进眼球运动。

本发明通过以下技术方案来实现：

基于vr的眼球运动训练的方法，其特征在于：在vr的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野前方创建一个若干行和若干列组成的视标矩阵；设定一个训练任务，当视标矩阵中视标变为一个特定图案时，需快速点击确定；游戏开始时，随机设定一个视标，显示为特定颜色，称为跟随视标；设定跟随视标的移动路径；用户眼球看到跟随视标后，开始跟随，用户一直注视着跟随视标的过程中，头部不动，眼球不断跟随着跟随视标的方向移动而运动，当视标矩阵中有视标变为一个特定图案时，快速点击确定；对用户的每一次的判断响应进行记录。

跟随视标根据用户的视力情况或难度等级，设定一个移动变换的是时间间隔，即跟随视标的移动速度的变化。

通过调节跟随视标的移动速度，起到眼球运动的强度；从慢到快的逐渐递增，同时操控视标的远近达到调节眼球运动的幅度，视标离观察者越远，眼球旋转幅度就越小，反之则反。

跟随视标的移动路径包括先向右移动再向左移动再向右移动即一圈；设为向上移动再向下移动再向上移动即一圈；设置为对角线路径移动或米字线路径移动中的一种或者同时任意组合。

一种基于vr的眼球运动训练的系统，包括用户信息模块，用于记录用户第一次训练时，所填写的用户信息，再次训练时，如用户信息有变化则进行修改，如没变化，则忽略；还包括眼球运动训练模块，根据用户的年龄和视力情况等信息设定不同难度等级，生成趣味视觉训练，所述视觉训练包括所述基于vr的眼球运动训练的方法。

还包括训练报告模块，用于查看用户每一次训练的具体表现，获悉用户有没有认真地进行训练，哪方面有问题需加强。

所述眼球运动训练模块还包含一扫视运动的训练游戏，扫视运动是指不连续地、跳跃地从一个位置移向另一个位置，建立虚拟现实室内场景，在用户视野前方设置墙，墙有4个墙角，该场景的设定，是用户在不转头的情况下只用眼就可以看到墙的4个角；游戏开始时，系统随机的发出语音指令“看右上的墙角”、“看左上的墙角”、“看左下的墙角”和“看右下的墙角”；用户在听到指令后，在不转头的情况下根据指令要求查看墙角；为准确的记录用户是否按指令查看，系统在发出指令时，可在对应的墙角显示一个随机的字母或词语，并提示用户记住。在发出一定数量的指令后，随机考察用户；系统对用户的每一次的回答响应进行记录。

随机考察用户是可以显示问题：最近一次某一个方位出现的字母或单词是什么。

本发明的有益效果是：

本发明由于在眼球训练时，用户眼球看到跟随视标后，开始跟随，用户一直注视着跟随视标的过程中，头部不动，眼球不断跟随着跟随视标的方向移动而运动，当视标矩阵中有视标变为一个特定图案时，快速点击确定，看见运用了跟随运动即以恒定速度跟随运动目标的原理，特别是可根据用户的年龄和视力情况等信息设定不同难度等级，生成趣味强的视觉训练，提供趣味性强的训练游戏，增强了用户的依从性，让用户主动参与训练，提高弱视训练的效果。

附图说明

图1为本发明实施例圆点矩阵示意图；

图2为本发明跟随视标为不同颜色a；

图3为本发明跟随视标为不同颜色b；

图4为本发明视标变为皇冠时的示意图；

图5为本发明室内场景示意图；

图6为本发明室内场景在发出指令“看右上的墙角”时的墙角的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于vr的眼球运动训练的方法，其特征在于：在vr的虚拟现实显示设备中建立虚拟现实游戏场景，在用户视野前方创建一个若干行和若干列组成的视标矩阵；设定一个训练任务，当视标矩阵中视标变为一个特定图案时，需快速点击确定；游戏开始时，随机设定一个视标，显示为特定颜色，称为跟随视标；设定跟随视标的移动路径；用户眼球看到跟随视标后，开始跟随，用户一直注视着跟随视标的过程中，头部不动，眼球不断跟随着跟随视标的方向移动而运动，当视标矩阵中有视标变为一个特定图案时，快速点击确定；对用户的每一次的判断响应进行记录。

跟随视标根据用户的视力情况或难度等级，设定一个移动变换的是时间间隔，即跟随视标的移动速度的变化。

通过调节跟随视标的移动速度，起到眼球运动的强度；从慢到快的逐渐递增，同时操控视标的远近达到调节眼球运动的幅度，视标离观察者越远，眼球旋转幅度就越小，反之则反。

跟随视标的移动路径包括先向右移动再向左移动再向右移动即一圈；设为向上移动再向下移动再向上移动即一圈；设置为对角线路径移动或米字线路径移动中的一种或者同时任意组合。

一种基于vr的眼球运动训练的系统，包括用户信息模块，用于记录用户第一次训练时，所填写的用户信息，再次训练时，如用户信息有变化则进行修改，如没变化，则忽略；还包括眼球运动训练模块，根据用户的年龄和视力情况等信息设定不同难度等级，生成趣味视觉训练，所述视觉训练包括所述基于vr的眼球运动训练的方法。

还包括训练报告模块，用于查看用户每一次训练的具体表现，获悉用户有没有认真地进行训练，哪方面有问题需加强。

其中眼球运动训练模块还包含一扫视运动的训练游戏，扫视运动是指不连续地、跳跃地从一个位置移向另一个位置，建立虚拟现实室内场景，在用户视野前方设置墙，墙有4个墙角，该场景的设定，是用户在不转头的情况下只用眼就可以看到墙的4个角；游戏开始时，系统随机的发出语音指令“看右上的墙角”、“看左上的墙角”、“看左下的墙角”和“看右下的墙角”；用户在听到指令后，在不转头的情况下根据指令要求查看墙角；为准确的记录用户是否按指令查看，系统在发出指令时，可在对应的墙角显示一个随机的字母或词语，并提示用户记住。在发出一定数量的指令后，随机考察用户；系统对用户的每一次的回答响应进行记录。

随机考察用户是可以显示问题：最近一次某一个方位出现的字母或单词是什么。

下面结合附图更加详细说明。

本发明专注于提供一种基于vr的眼球运动训练的方法及系统，提供趣味性强的训练游戏，增强用户的依从性，让用户主动参与训练，提高弱视训练的效果。

系统包括：用户信息模块、眼球运动训练模块和训练报告模块。

用户信息模块，用户第一次训练时，需填写用户信息，包括姓名、出生日期、性别、左右眼矫正视力等。再次训练时，如用户信息有变化则需修改，如没变化，则忽略。

眼球运动训练模块，包含了扫视运动和跟随运动两种类别的训练游戏。扫视运动是指不连续地、跳跃地从一个位置移向另一个位置。跟随运动是指以恒定速度跟随运动目标，比如，跟随天上快速飞过的飞机。本模块可根据用户的年龄和视力情况等信息设定不同难度等级，生成趣味强的视觉训练。也可根据用户的性别做不同的个性显示。

例如，所述跟随运动训练游戏，首先，建立虚拟现实游戏场景，在用户视野前方5米处创建一个若干行和若干列组成的圆点矩阵。如图1所示，该场景由3×6共18个圆点组成。需要指出的是，游戏中不需给每个圆点显示编号，此处截图标识编号为方便举例说明。游戏中设定了一个训练任务，当圆点变为一个皇冠(也可随机一种水果等)时，需快速地点击手柄扳机键确定。游戏开始时，随机设定一个圆点为视标，设有标记，如图2所示，圆点1为视标。用户眼球看到视标后，开始跟随。视标可根据用户的视力情况或难度等级，设定一个变换的是时间间隔，也即视标的变化速度。视标的移动路径可设置为从先向右移动再向左移动再向右移动(一圈)，也可设为向上移动再向下移动再向上移动(一圈)，也可以设置为对角线路径移动或米字线路径移动，也可以同时包含多种设置。本例中，若视标变化的时间间隔为1秒，向右移动，则1秒后，圆点2即为视标，其内设有标记，如图3所示。用户一直注视着视标的过程中，头部不动，眼球不断跟随着视标的方向上下左右移动而运动，达到训练眼球肌肉运动的目的。视标在经过一定的时间变化后，变成皇冠，如图4所示，用户需在3秒内快速地点击手柄扳机键确定，系统对用户的每一次的判断响应都会记录。

需要指出的是，系统可调节视标的移动速度，从而起到眼球运动的强度，从慢到快的逐渐递增，同时操控视标的远近达到调节眼球运动的幅度，视标离观察者越远，眼球旋转幅度就越小，反之则反。此训练方法全方位做到眼球各个直肌的训练，提高了眼球追随的能力。

例如，所述扫视运动训练游戏，可以建立虚拟现实室内场景，在用户视野前方3米是一面4米宽、3米高的墙，有4个墙角，如图5所示。需指出的是，场景的设定，应当是用户在不转头的情况下只用眼就可以看到墙的4个角。游戏开始时，系统随机的发出语音指令“看右上的墙角”、“看左上的墙角”、“看左下的墙角”和“看右下的墙角”。用户在听到指令后，在不转头的情况下根据指令要求查看墙角。为准确的记录用户是否按指令查看，系统在发出指令时，可在对应的墙角显示一个随机的字母或词语，如图6所示，并提示用户记住。在发出一定数量的指令后，随机考察用户，例如，可以显示问题：最近一次某一个方位出现的字母或单词是什么。系统对用户的每一次的回答响应都会记录。

训练报告模块，可查看用户每一次训练的具体表现，可准确的知道用户有没有认真地进行训练，哪方面有问题需加强。

以上所述仅为发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。