专利名称：大屏幕笔用户界面数字黑板的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种数字黑板，特别涉及一种利用手写板、计算机、计算机笔用户界面、液晶投影机制作的大屏幕笔用户界面数字黑板。
背景技术：
目前，公知的交互式黑板使用电子白板制作。其工作原理是电子白板相当于计算机的荧光屏，白板笔相当于计算机的鼠标，通过投影仪将计算机的显示投射到白板上，白板笔直接在白板上操作，通过相应方式(由电子白板的技术实现决定)将白板上的操作信息返回到计算机中，从而实现交互操作。
虽然电子白板的技术实现有多种方法，如触摸式(压感式)、超声波跟踪式、红外式、激光扫描式、电磁感应式。但是，其固有的特性限制了电子白板的有效工作区尺寸，通常在1平方米左右，个别的可作到3平方米左右。大大小于常规教室中黑板(6平方米)的面积。
另外，投影机的投影影象有固定比例(4∶3)。按交互式电子白板的工作原理，若白板的有效面积达到常规黑板的面积，白板的高度将达2米，加上白板挂起高度，白板的上半部分将无法在常规教学中正常使用。
通常1平方米的电子白板为8000元左右，3平方米的电子白板为17000元左右。价格较高，一般只在高级商务会议中使用，很难在常规教室中广泛使用。
发明内容
为了克服现有交互式电子白板的有效工作区尺寸小、成本高的不足，本实用新型的目的是提供一种使用自然、高效、易于掌握控制、黑板板面大、支持多板面、成本较低的大屏幕笔用户界面数字黑板。
本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的一种大屏幕笔用户数字黑板，其特点是它是由计算机、手写板、液晶投影机组合而成。手写板的信号输出端与计算机信号输入端电连接，计算机的信号输出端与液晶投影机的信号输入端电连接，计算机内安装Windows系统、笔用户界面数字黑板处理系统、屏幕标注和消息Agent程序。
在手写板的下面设有手写板支架，其结构是立柱6固定于底座4上，滑动立柱8通过套管7与立柱6相连并由顶丝5固定，实心球9固定在滑动立柱8上端并置于球槽10中，球槽10固定在台板11下面，手写板放置在台板11上。
使用手写板替代电子白板作输入设备，使用液晶投影机投影作大尺寸输出板面。用户使用笔在板上点击、勾画的信息由计算机接收并送给笔用户界面；笔用户界面依据笔在板上的动作和当前状态生成笔划(分为普通笔划、图元笔划和手势笔划三种)和点击(分为左击和右击两种)信息；图元笔划经图元识别得到图元(基本几何图形矢量表示)，普通笔划为点阵表示，手势笔划经手势识别得到手势；手势和点击信息经语义分析得到交互任务操作原语；图元和普通笔划显示在计算机屏幕上，同时由液晶投影机投影到大屏幕上；交互任务操作原语完成相应的交互任务。
消息Agent负责过滤Windows系统消息，识别出屏幕标注消息并发送给屏幕标注。
屏幕标注用来直接在计算机屏幕上勾画。
手写板支架用来放置手写板，可调节手写板板面的高度、水平倾斜度。
本实用新型的优点是使用自然、高效、易于掌握控制、黑板板面大、支持多板面、成本较低、便于在常规教学中推广应用。
图1为本实用新型一种实施例组成的电连接示意图。
图2为图1的工作原理结构框图。
图3为图1中手写板支架的结构示意图。
具体实施方式
在图1中，手写板是计算机的输入设备，放置在手写板支架1上；计算机用显示器、液晶投影机作输出设备。
在图2中，计算机2运行Windows系统，并安装数字黑板处理系统3、消息Agent和屏幕标注三个程序。
数字黑板处理系统3分为笔用户界面、笔划预处理、识别(包括图元识别、基本图形识别、手势识别等)以及识别结果处理(包括图形处理显示、书写绘画处理显示、语义分析、命令处理、图层处理、保存、回放、黑板视窗等)等四层功能模块。其中，笔用户界面接收计算机送来的笔在手写板上的点击、勾画信息，并依据笔在板上的动作和当前状态生成笔划(分为普通笔划、图元笔划和手势笔划三种笔划)和点击(分为左击和右击两种)信息。笔划预处理对笔划进行降噪、封装、存储处理。图元笔划经图元识别得到图元(点、直线、曲线、椭圆等基本几何图形的矢量表示)，有约束关系的图元经基本图形识别得到基本图形(不超过8个图元的图元组合)，普通笔划为位图表示，手势笔划经手势识别得到手势。手势和点击信息经语义分析得到交互任务操作原语。图元、基本图形和普通笔划由相应的处理模块显示在计算机屏幕上，同时由液晶投影机投影到大屏幕上。交互任务操作原语由命令处理模块完成相应的交互任务。图层处理、保存、回放、黑板视窗等完成相应的应用功能。
屏幕标注使用Microsoft DirectDraw在屏幕上直接勾画。
消息Agent使用Microsoft Hook过滤Windows系统消息，识别出屏幕标注消息发送给屏幕标注，并协调数字黑板处理系统和屏幕标注的运行。
本实用新型所用程序是计算机专业人员根据该黑板功能编制实现的，对编程语言不限制。
图3为手写板支架结构示意图。立柱6固定于底座4上，滑动立柱8通过套管7与立柱6相连并由顶丝5固定，实心球9固定在滑动立柱8上端并置于球槽10中，球槽10固定在台板11下面。手写板放置在台板11上，通过调节台板11的高度、水平倾斜度，方便用户使用手写板写字、勾画。材料选取硬质材料，金属、木材、塑料都可以。
权利要求1.一种大屏幕笔用户数字黑板，其特征是它是由计算机、手写板、液晶投影机组合而成，手写板的信号输出端与计算机信号输入端电连接，计算机的信号输出端与液晶投影机的信号输入端电连接，计算机内安装Windows系统、笔用户界面数字黑板处理系统、屏幕标注和消息Agent程序。
2.如权利要求1所述的一种大屏幕笔用户数字黑板，其特征是在手写板的下面设有手写板支架，其结构是立柱(6)固定于底座(4)上，滑动立柱(8)通过套管(7)与立柱(6)相连并由顶丝(5)固定，实心球(9)固定在滑动立柱(8)上端并置于球槽(10)中，球槽(10)固定在台板(11)下面，手写板放置在台板(11)上。
专利摘要本实用新型属于一种数字黑板，特别涉及一种由手写板、手写板支架、液晶投影机、计算机1及三个程序数字黑板处理系统2、消息Agent和屏幕标注组成大屏幕笔用户界面数字黑板。其中，手写板为输入设备，投影机为输出设备；笔在板上的操作信息由计算机接收并送给数字黑板处理系统2，它提供笔用户界面、完成笔划预处理、识别、识别结果处理显示、生成交互操作原语、执行交互任务等。消息Agent负责过滤Windows系统消息，识别出屏幕标注消息并发送给屏幕标注。屏幕标注用来直接在屏幕上勾画。本实用新型可做到使用自然、高效、易于掌握控制、黑板板面大、支持多板面、成本较低、交互性强。可用于学校常规教学、多媒体教室、远程教育、各种会议、培训等方面。
文档编号G06F17/00GK2742497SQ20042011517
公开日2005年11月23日 申请日期2004年11月6日 优先权日2004年11月6日
发明者李益民, 魏立新, 刘德华, 胡晓宏, 曹哲 申请人:李益民