[发明专利]一种图形动态关系识别方法

说明书

技术领域

本发明属于教学自动化技术领域，特别是涉及一种图形动态关系识别方法。

背景技术

当前交互式电子白板已逐步应用于现代化的课堂教学环境，它不同于传统课堂的黑板，具有交互式强、支持随手绘图、易编辑等特征。交互式电子白板可以与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到计算机，并利用投影机将计算机上的内容投影到电子白板屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、交互式的协作会议或教学环境。利用特定的电子白板笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。

目前，电子白板正逐渐步入课堂教学。其中，在初等几何教学中，超级画板等工具已经逐渐得到应用。但是，此类工具依旧采用鼠标+键盘的输入方式，对于基于电子白板笔的绘制方式支持不足。因此，有必要研制一种新的支持手绘图形输入及关系识别的方法，针对初等几何教学中图形输入的以下特征：(1)点、线、圆、多边形是最基本和常用的图形，其中，多边形可以认为是多条线的集合。(2)课堂教学通常需要连续做图，然后由多种图形组合完成某种教学实例的讲解，在连续做图中，需要进行动态关系识别以保障图形在电子课件中保持特定的关系。但是，当绘制某些特定特征的图形，如垂线、中线、切线等，采用手绘的方式难以准确定位图形间的相互关系。比如手绘圆的切线，存在误差不能正好相切。

为了达到精确绘制几何图形的目的，现有的绘图工具软件通常采用预先设定绘制的类别，然后采用菜单或工具栏的外部干预的方式解决。但是，如果在手绘方式中采用这种思想实现，将会使绘制过程离散化，也无法体现电子白板笔绘制的方便、快捷的优势。

目前有出现一类手绘图形识别软件，例如Finite State machines，能够识别手绘输入内容代表的基本图形类别，即在人工输入后自动判断是否为点、线、圆，有些软件还自动识别出多条线构成的多边形，然后把不规整的图形自动规整化。这种图形识别一般包括三个步骤：轨迹获取，即获取鼠标移动时经过的轨迹；图形识别，根据获取到的轨迹判断所画图形形状；图形输出，即在显示屏幕上输出识别出的图形，达到规整化输出手绘所需表达图形的效果。但是，图形间的相互关系识别仍缺乏技术手段实现。

发明内容

本发明目的在于针对以上不足，提出一种图形动态关系识别方法。

本发明的技术方案用于对通过鼠标绘制输入计算机的图形进行关系识别，所述图形的种类为点、线或圆，

(1)当通过鼠标单击输入计算机的当前图形为点时，判断该当前图形下是否有在前图形，没有则将该当前图形判断为自由点，有则提取该当前图形下所有在前图形的个数，根据个数分别进行以下处理，

若该当前图形下有两个在前图形，则判断该当前图形是否为在前图形的交点，

若该当前图形下有一个在前图形，则根据在前图形的种类进行判断，包括若在前图形的种类为点则判断该当前图形是否为在前图形的重叠点，若在前图形的种类为线则判断该当前图形是否为在前图形的线上点，若在前图形的种类为圆则判断该当前图形是否为在前图形的圆上点；

(2)当通过鼠标移动输入计算机的当前图形为线时，判断该当前图形下是否有在前图形，没有则将该当前图形判断为自由线，有则根据绘制该当前图形时鼠标移动的终止点位置进行判断，包括若在前图形的种类为线则判断该当前图形是否为在前图形的中线或垂线，若在前图形的种类为圆则判断该当前图形是否为在前图形的切线。

而且，在(2)中，

判断当前图形是否为在前图形的中线的实现方式为，求取绘制该当前图形时鼠标移动的起始点到在前图形的中点的理论位置，判断绘制该当前图形时鼠标移动的终止点与中点的理论位置是否在预设区域范围内，是则判断当前图形为在前图形的中线，然后由绘制当前图形时鼠标移动的起始点到在前图形的中点的理论位置自动绘制出中线，否则判断当前图形为一般线；

判断当前图形是否为在前图形的垂线的实现方式为，求取绘制该当前图形时鼠标移动的起始点到在前图形的垂足点的理论位置，判断绘制该当前图形时鼠标移动的终止点与垂足点的理论位置是否在预设区域范围内，是则判断当前图形为在前图形的垂线，然后由绘制当前图形时鼠标移动的起始点到在前图形的垂足点的理论位置自动绘制出垂线，否则判断当前图形为一般线；