[发明专利]基于实时笔画输入的数据对象逻辑控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机辅助创作、计算机手绘图识别以及计算机动画，具体涉及一种基于实时笔画输入的数据对象逻辑控制系统及其方法。

背景技术

(一)人机交互技术的研究进展及应用

在二十世纪末，自然语音界面开始出现。人们开始使用语音识别技术进行文字录入，电话的总机也可以通过直接说出部门或人员的名称来进行转接的操作。电话可以通过语音进行拨号，一些玩具机器人也能听懂一些简单的、预设的语句。

近几年图像识别技术被应用到很多的多媒体交互艺术作品当中，并且使用投影、大屏幕等大型输出设备，营造较大的空间氛围，使用户真正融入到作品当中，大大增加了用户的参与感。计算机可以通过摄像头看见人类了，能辨认主人的面容，也能根据人类的肢体动作做出一定的反应。而且这种技术也随着互联网带宽的不断增加，某些网站也能实时地应用上了这种人机交互的方式。

另外一种不可不提的人机交互设备就是触摸屏了，这种技术虽然还没有广泛应用到台式计算机，但在个人数字助理PDA以及笔记本电脑上已经应用非常广泛了，在触摸屏上我们可以用原有的书写方式输入文字，用自己的手指直接点击，拖动屏幕上的元素，使操作变得更加直观。有的触摸屏还可以感应到手指按压的力度做出相应的反应，如画出一条粗细浓淡，变化丰富的线条。当今触摸屏技术已经发展到了新的阶段，称为“多点触摸”(Multi-Touch)技术，之前的触摸屏只能辨认一个触摸点，多点触摸技术能够准确辨认多个触摸点，并且能够通过多个触摸点的运动变化特征来判定人的操作指令，使得整个操作过程更加有趣、更加自然。基于多点触控技术的主要应用有微软桌面电脑(MS Surface)、虚拟墙(Virtual Wall)、苹果手机以及平板电脑iPad。

微软公司在2007年推出的桌面式电脑，是基于漫射照明的多点触控技术，放弃了鼠标和键盘这两种传统的输入设备。用户对电脑的操作通过自然的手势、触摸完成，并通过无线射频识别技术与手机、数码相机等设备进行数据传输，可以用双手方便地对资料进行整理。

另一种多点触控的交互设备，称为虚拟墙。2008年美国大选期间，CNN电视台在分析选举形势时所采用的触控屏正是虚拟墙。专业人员指出，当需要解释一堆复杂的数据时，此项技术远比目前的鼠标或触控笔等方式直观。

2007年苹果公司推出了基于投射电容式技术的iPhone手机，首次将多点触控应用在手持设备上，被称为手机用户界面设计中划时代的产品。iPhone舍弃了传统的手机键盘，在同样大小的手机上为用户提供了更大的可视区域。iPhone提供了许多人性化的操作，比如在屏幕上用两个手指做出分开、合拢地动作，手机屏幕上的内容就会相应地放大、缩小。iPhone一经推出就得到了消费者得青睐。同时苹果公司也在其笔记本产品中引入多点触控技术，为消费者带来更多的交互体验。

2010年，苹果公司又推出一款更加人性化的平板电脑--iPad。iPad定位于苹果的智能手机iPhone和笔记本电脑之间的产品，通体只有四个按键，使用的是全屏触摸的输入方式，其移动性和人机交互性更好。由于不再局限于鼠标和键盘的固定输入方式，可以采用手写和触摸的方式进行操作，因此，无论是站立还是移动中都可以进行操作。iPad还可以用作电子书，由于其轻便的体积和重量，使人们可以直接捧在手上进行阅读，这样改变了人们在电脑上进行阅读的习惯。手写识别、文字输入方便的iPad可以像掌上电脑一样用手写笔进行文字输入和绘图，还支持数字墨水技术，用户手写输入的文字形状不用转换成文本，就像我们用普通的笔在纸上写字一样，大大提高了工作效率。

除此之外，会震动的游戏控制器，电子气味发生器，任天堂Wii游戏机的平衡板等都是为了不断增强人机交互过程中的感官感受，增加用户的参与度与真实感。总而言之，在人机交互中结合更多的感官通道能够使人有更强烈的真实感、投入感与认同感，使作品在各种感官上直接打动用户。

任天堂的Wii游戏机控制器，用户拿着手中的控制器做出各种的动作，控制器在空间中的三维运动数据就会被传送到游戏主机中，画面中的三维图像也随之发生变化，如：用户拿着控制器做出击球的动作，屏幕中的球就会被击中，并且还会根据不同的速度、角度、力度做出相应的变化。这种革命性的创新首次把原来鼠标只能传递二维空间信息提升到了可以直接传递X、Y、Z轴的三维空间定位信息，让用户能使用日常的行为方式控制计算机，使得整个游戏的体验过程变得十分真实和有趣。