專利名稱：電子白板中圖形的幾何特征顯示方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電子白板領域，更具體地，特別是涉及交互式白板系統(tǒng)的顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
交互式電子系統(tǒng)包括交互式電子白板，平板電腦等。交互式電子系統(tǒng)具有靈活性， 交互性等特點，電子白板通過觸摸屏與計算機相連，投影設備將計算機上的內(nèi)容投影到觸摸屏上，通過運行在個人電腦上的應用程序，用戶在觸摸屏上點擊和書寫完成與計算機之間的交互，構(gòu)成一個交互的、大屏幕會議、教學環(huán)境。普通的電子白板中用戶可以選擇想要顯示輸出的幾何圖形，例如三角形，四邊形， 五邊形等等，但普通的電子白板應用于教學過程，或者是繪圖設計時，用戶除了希望知道該幾何圖形的頂點、內(nèi)角、邊長等基本幾何特征信息之外，還希望顯示重心、中線、垂線、外接圓、內(nèi)切圓等特征。目前的電子白板中一般僅顯示頂點、內(nèi)角、邊長等基本信息，沒有提供重心、中線、垂線、外接圓、內(nèi)切圓等信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述現(xiàn)有技術(shù)不盡理想之處，本發(fā)明提供了一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，包含有下列步驟
(1)根據(jù)電子白板的輸入設備的移動軌跡，在所述電子白板的繪圖區(qū)繪制輸入設備選取的幾何圖形；
(2)調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征，并在幾何圖形中對所述幾何特征實時顯示；
(3)記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述幾何圖形需要顯示的幾何特征的對應坐標，并對所述幾何特征進行實時繪制和顯示。
通過上述步驟，本發(fā)明的主要目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，可以選擇顯示幾何圖形的頂點、內(nèi)角、邊長、重心、中線、垂線、外接圓與內(nèi)切圓等特征， 其具備獨特的幾何圖形的幾何特征顯示方法，解決電子白板運用于教學過程中時，幾何圖形缺乏重要的特征標注的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，采用軟件編程，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入設備拖動幾何圖形的動態(tài)調(diào)整、且能實時顯示幾何特征。本發(fā)明的又一目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，可以在教育教學過程中，提高電子白板的交互性及趣味性，而增進教學效果。本發(fā)明又提供了一種電子白板中圖形的幾何特征顯示裝置，包括選擇模塊、顯示模塊和運算模塊，其中，
選擇模塊響應所述電子白板的輸入設備的點擊選擇需要顯示的幾何圖形及調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征；
顯示模塊根據(jù)運算模塊計算的所述需要顯示的幾何特征的對應坐標實時顯示所述幾何圖形及所述幾何特征；
運算模塊記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述需要顯示的幾何特征的對應坐標。本發(fā)明的主要目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示裝置，其具備獨特的幾何圖形的幾何特征顯示方法，解決電子白板運用于教學過程中時，幾何圖形缺乏重要的特征標注的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示裝置，采用軟件編程，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入設備拖動幾何圖形的動態(tài)調(diào)整、且能實時顯示幾何特征。本發(fā)明的又一目的是提供一種電子白板中圖形的幾何特征顯示裝置，可以在教育教學過程中，提高電子白板的交互性及趣味性，而增進教學效果。


讀者在參照附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本發(fā)明的各個方面。其中
圖1是本發(fā)明所提出的一種電子白板系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明所提出的一種交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法流程圖。圖3是本發(fā)明所提出的交互式電子白板中圖形的幾何特征繪制方法，其中的幾何特征標注示意圖。圖4A至4D是本發(fā)明所提出的交互式電子白板中圖形的幾何特征繪制方法，其中的幾何特征標注示意圖。圖5A及圖5B 是本發(fā)明所提出的交互式電子白板中圖形的幾何特征繪制方法， 其中的幾何特征標注示意圖。圖6是本發(fā)明所提出的交互式電子白板中圖形的幾何特征繪制裝置結(jié)構(gòu)圖。
附圖中主要組件符號說明
功能菜單區(qū)21
繪圖區(qū) 22
選擇功能圖標 218
菜單圖標 219
幾何圖形 211
三角形 211‘
控制菜單 212
尺寸控制點 213
幾何特征 214輸入設備25頂點A、B、C垂足D中線Ll垂線L2重心G外心0內(nèi)心I
具體實施例方式由于本發(fā)明公開了一種電子白板及交互式電子白板中圖形的幾何特征繪制方法， 其中所使用的電子白板的相關(guān)工作原理已為本領域普通技術(shù)人員所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照的附圖，意在表達與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)的含義，并未亦不需要依據(jù)實際尺寸完整繪制，在此先予聲明。
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本發(fā)明提出第一實施例，參考圖2為一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法流程圖，包含以下步驟
步驟101:根據(jù)電子白板的輸入設備的移動軌跡，在所述電子白板的繪圖區(qū)繪制輸入設備選取的幾何圖形；
步驟102:調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征，并在幾何圖形中對所述幾何特征實時顯不；
步驟103:記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述幾何圖形需要顯示的幾何特征的對應坐標，并對所述幾何特征進行實時繪制和顯示。在上述的步驟101中，所述電子白板設置有功能菜單區(qū)，在功能菜單區(qū)設置有多個代表不同功能的圖標，包括放大鏡功能圖標、畫筆功能圖標、填充顏色功能圖標、曲線繪制功能圖標、幾何圖形繪制功能圖標、設置功能圖標、選擇功能圖標、保存功能圖標等。其中通過幾何圖形繪制圖標可以進一步選擇繪制的幾何圖形，其中的幾何圖形至少包含三角形、四邊形與五邊形。電子白板的輸入設備常見有電子白板筆、觸控筆、手指。本實施例中采用電磁式的電子白板，使用電子白板筆作為輸入設備。本實施例以三角形為例，在功能菜單中通過電子白板筆選擇代表幾何圖形的圖標，在彈出的幾何圖形列表菜單中進一步選擇三角形，之后，在所述電子白板的繪圖區(qū)落筆，即以預定尺寸顯示一個所述選擇的三角形。所述預定尺寸根據(jù)電子白板的分辨率確定，以900Χ 1400分辨率的電子白板為例，所述預定尺寸為20X20像素。本步驟的另外一種實施方式是，在功能菜單中通過電子白板筆選擇代表幾何圖形的圖標，在彈出的幾何圖形列表菜單中進一步選擇三角形，之后拖拽所述三角形至電子白板的繪圖區(qū)，即以預定尺寸繪制一個所述選擇的三角形。在上述的步驟101中，所述電子白板檢測所述電子白板筆在所述繪圖區(qū)落筆后， 若立刻抬筆，即以預定尺寸繪制一個所述選擇的三角形。若電子白板筆落筆后，繼續(xù)移動，則根據(jù)電子白板筆的移動軌跡實時調(diào)整所述三角形的尺寸。通常以幾何圖形的頂點作為幾何圖形的尺寸控制點。在本例中，以電子白板筆落筆的位置作為三角形的一個頂點，也是一個固定的尺寸控制點，通過移動所述電子白板筆，拖拽所述三角形的另外一個尺寸控制點， 所述三角形的被所述電子白板筆拖拽的尺寸控制點和非固定的尺寸控制點會實時移動，尺寸也實時改變，直至抬筆，即完成一個三角形的繪制。上述步驟102中，電子白板筆點擊功能菜單區(qū)的選擇功能圖標，激活選擇功能后， 點擊繪圖區(qū)的幾何圖形，使所述幾何圖形進入選中狀態(tài)，然后點擊選中框中的控制菜單圖標，調(diào)出控制菜單。也可以通過電子白板筆雙擊所述幾何圖形的操作，使所述幾何圖形進入選中狀態(tài)，進而調(diào)出控制菜單。若幾何圖形進入選中狀態(tài)后，沒有選中框，無法選擇控制菜單圖標，可以通過預先定義的電子白板筆的鼠標右鍵操作，調(diào)出所述幾何圖形的控制菜單。 如圖3所示，通過控制菜單調(diào)出需要顯示的所述幾何圖形的幾何特征，所述幾何特征包括 頂點、內(nèi)角、邊長、重心、中線、垂線、外接圓和內(nèi)切圓。在選擇需要顯示的幾何特征之后，應用軟件即時將所選擇的幾何特征繪制于繪圖區(qū)所述幾何圖形相應位置。步驟102的具體操作如下參考圖3，以三角形為實施例來對繪制幾何特征進行詳細說明。首先，于電子白板中，使用電子白板筆25點擊功能菜單區(qū)21內(nèi)的選擇功能圖標 218，激活選擇功能，然后選擇所述繪圖區(qū)22內(nèi)的三角形211’，通過點擊選中框上的菜單圖標219，調(diào)出所述三角形211’的控制菜單212，于所述控制菜單212的列表選項中選擇要顯示的幾何特征，調(diào)出要顯示的幾何特征。所述的幾何特征包括頂點、頂點標記、內(nèi)角、邊長度、垂心、中心、垂線、外接圓和內(nèi)切圓。并在繪圖區(qū)22內(nèi)所述三角形211’上顯示所述選擇的幾何特征。通過重復執(zhí)行上述操作，可以隱藏已經(jīng)顯示的幾何特征。采用軟件編程顯示三角形211’的幾何特征如下所述
(1)中線請參考圖4A，以三角形211’為例，系統(tǒng)預設三個頂點A、B、C為尺寸控制點， 三角形211’共有三個中線，其中一個中線Ll的繪制是從A點連線至線段BC的中點。另外兩個中線的繪制與中線Ll類似。輸入設備拖拽任意一個尺寸控制點A、B、C，中線的移動便可實時呈現(xiàn)在電子白板上。(2)重心的算法請繼續(xù)參考圖4A，重心G是三角形211’三邊中線的交點，三線交于一點可以用燕尾定理證明，在此不再贅述。(3)垂線的算法請參考圖4B，已知三角形211’的三個尺寸控制點(頂點)為 A(xl,yl), B(x2,y2), C (x3，y3)，垂線L2為頂點A垂直于線段BC的垂直線，設其垂足為D， 則線段AD即為三角形ABC的垂線L2，另外兩邊的垂線的作法與垂線L2類似。垂線L2在交互式電子白板中的軟件實現(xiàn)主要解決的問題是當已知三個頂點A(xl，yl)，B(x2,y2), C(x3, y3)時，即可確定D點的位置；而其計算方式如下述。計算點A到直線BC的距離 double a = (x3 -y2)；
double b = (x2_x3)； double c = x3Xy2 - x2Xy3 return Math. Abs (aXxl + b Xyl + c) + Math. Sqrt (aXa + bXb); 計算出線段AC之間的長度以及線段AB之間的長度，可知道線段AD的長度；再于三角形ABD及三角形ACD中分別運用勾股定理，即可以計算出線段BD和線段CD的長度，再根據(jù)線段BD和線段⑶的長度，即可以確定垂足D的位置。(4)外接圓的算法請參考圖4C，三角形211’的外接圓的圓心，也稱為外心0，即指三角形的三條邊AB、BC、CA等各邊的垂直平分線的交點。在本發(fā)明之軟件實現(xiàn)方法中主要是根據(jù)三角形211’的三個尺寸控制點(頂點)的坐標，經(jīng)由平面幾何的計算公式計算得到外心例如已知三角形ABC的三個頂點為A (xl，yl)，B(x2,y2), C(x3，y3)。定義:S(A,B, C)= (xl-x3) X (y2-y3) - (yl-y3) X (x2_x3)。則外心0的坐標(x4, y4)為
X4 = S[(xlXxl+ylXyl,yl), (x2 X x2+y2 X y2, y2), (x3Xx3+y3Xy3 y3)) + [2 X S (A, B, C)]
Y4={S[(xl, xlXxl+ylXyl), (x2, x2 X x2+y2 X y2), (x3, x3 X x3+y3 X y3) ]} + [2 X S (A, B, C)]
很明顯地，外心0與任意一個頂點A、B、C的連線長度即為外接圓的半徑。故可以在確定了圓心和半徑后，就可以確定外接圓。(5)內(nèi)切圓的算法請參考圖4D，三角形內(nèi)接圓的圓心也叫內(nèi)心I，即指三角形的三個內(nèi)角的角平分線交于一點。首先，在本發(fā)明之軟件實現(xiàn)方法中主要是根據(jù)三角形的三個頂點，并選擇三角形211’的三個頂點為尺寸控制點，經(jīng)由平面幾何的計算公式計算得到內(nèi)心。例如已知三角形211，的三個頂點為A(xl，yl)，B(x2,y2), C(x3，y3)。線段AB、線段BC與線段AC分別為dl，d2, d3。定義周長total= dl+d2+d3，則內(nèi)心的坐標(x5，y5) 為
X5= dl Xxl+ total + d2Xx2+ total + d3Xx3 + total Y5= dlXyl + total + d2Xy2+ total + d3Xy3 + total
很明顯地，內(nèi)心I到任意一條邊的距離即為內(nèi)切圓的半徑。故可以在確定圓心和半徑后，就可以確定內(nèi)切圓。在繪圖區(qū)的三角形上顯示所選取的幾何特征與幾何位置坐標后，請同時參考圖5A 與圖5B，是本發(fā)明所提出的電子白板的幾何圖形繪制方法中的幾何特征顯示示意圖，使用輸入設備25拖拽三角形211’的尺寸控制點213，調(diào)整三角形211’的尺寸與形狀；接著，在三角形211’上實時顯示調(diào)整后的三角形211’的形狀與各個尺寸控制點213的坐標；重新計算幾何特征214的幾何位置坐標，并在繪圖區(qū)22的三角形上實時顯示所選取的幾何特征 214與顯示所選取的幾何特征214的幾何位置坐標。上述步驟104中，電子白板筆選擇拖拽所述三角形的頂點，即尺寸控制點，并在所述繪圖區(qū)移動，電子白板記錄所述尺寸控制點的移動軌跡，并實時顯示所述尺寸控制點的位置坐標，通過所述尺寸控制點的坐標，按照步驟103所述的方法，實時計算需要顯示的幾何特征，例如中線、垂線、中心、重心、內(nèi)切圓、外接圓等的位置坐標，并顯示相應的幾何特征。所述三角形的頂點坐標，即尺寸控制點坐標可以根據(jù)電子白板的坐標系設置進行顯示，也可以設置隱藏。所述三角形的中心、重心、垂心等點類幾何特征可以只使用點狀示意圖顯示，也可以同時使用坐標顯示和點狀示意圖顯示。以上僅以三角形為例說明幾何特征的計算與繪制，對于其它幾何形狀，都可以類似的方式處理，本發(fā)明并不以三角形為限。
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首先請參考圖6，為本發(fā)明所提出的第二實施例，為一種電子白板中圖形幾何特征顯示裝置結(jié)構(gòu)圖，包括選擇模塊、運算模塊和顯示模塊。選擇模塊提供選擇功能菜單，根據(jù)輸入設備的點選，選擇需要顯示的幾何圖形及所述幾何圖形的需要顯示的幾何特征。所述的輸入設備可以是電子白板筆、手指與觸控筆。 選擇功能菜單包括放大鏡功能、畫筆功能、填充顏色功能、曲線繪制功能、幾何圖形繪制功能、設置功能、選擇功能、保存功能等。其中幾何圖形繪制功能可以進一步選擇繪制的幾何圖形，其中的幾何圖形至少包含三角形、四邊形與五邊形。選擇模塊還提供幾何特征選擇菜單，根據(jù)輸入設備的點選調(diào)出需要顯示的稽核特征，包括頂點、內(nèi)角、邊長、重心、中線、垂線、外接圓和內(nèi)切圓。顯示模塊以預定尺寸或運算模塊根據(jù)輸入設備拖拽后計算的實時尺寸顯示所述選擇模塊選擇的幾何圖形及所述選擇的幾何特征。運算模塊記錄輸入設備移動的軌跡，根據(jù)實施例一中描述的方法實時計算所述選擇模塊選擇的幾何圖形和需要顯示的幾何特征的位置坐標。運算模塊實時監(jiān)測所述輸入設備的移動軌跡，并記錄所述輸入設備的移動軌跡，當達到預設時間間隔或者所述移動軌跡達到預定距離后，計算所述選擇的幾何特征的位置坐標，并發(fā)送給顯示模塊顯示。所述預設時間間隔根據(jù)顯示需要的實時性確定，可以是100毫秒到1000毫秒之間，時間間隔越長，實時性越差。所述預定距離也根據(jù)顯示需要的實時性確定，可以是2個像素點至10個像素點， 距離越大，實時性越差。以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明申請的權(quán)利范圍；同時以上的描述對于本領域普通技術(shù)人員應可明了與實施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含于權(quán)利要求書的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于，包含有下列步驟(1)根據(jù)電子白板的輸入設備的移動軌跡，在所述電子白板的繪圖區(qū)繪制輸入設備選取的幾何圖形；(2)調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征，并在幾何圖形中對所述幾何特征實時顯示；(3)記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述幾何圖形需要顯示的幾何特征的對應坐標，并對所述幾何特征進行實時繪制和顯7J\ ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于 所述幾何圖形至少包含三角形、四邊形與五邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于 所述輸入設備是電子白板筆、手指與觸控筆中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于， 所述根據(jù)電子白板的輸入設備的移動軌跡，在所述電子白板的繪圖區(qū)繪制輸入設備選取的幾何圖形，包括若所述輸入設備點擊所述電子白板的繪圖區(qū)，則以預定尺寸顯示所述幾何圖形；若所述輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點移動，則根據(jù)所述尺寸控制點的移動軌跡實時顯示所述幾何圖形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于 所述尺寸控制點是所述幾何圖形的任意一個頂點。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于 所述預定尺寸根據(jù)所述電子白板的分辨率確定，至少為20X20像素。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于， 所述調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征包括使用所述輸入設備點擊所述繪圖區(qū)的幾何圖形的選中狀態(tài)功能菜單中的幾何特征，或通過所述輸入設備定義的鼠標右鍵操作調(diào)出所述幾何圖形的功能菜單中的幾何特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于 所述幾何特征包括頂點、內(nèi)角、邊長、重心、中線、垂線、外接圓與內(nèi)切圓中的至少一項或多項。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，其特征在于， 還包括根據(jù)所述尺寸控制點的變化實時顯示所述幾何圖形和所述幾何圖形選擇顯示的幾何特征。
10.一種電子白板中圖形的幾何特征顯示裝置，其特征在于，包括選擇模塊、顯示模塊和運算模塊，其中，選擇模塊響應所述電子白板的輸入設備的點擊選擇需要顯示的幾何圖形及調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征；運算模塊記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述需要顯示的幾何特征的對應坐標；顯示模塊根據(jù)運算模塊計算的所述需要顯示的幾何特征的對應坐標實時顯示所述幾何圖形及所述幾何特征。
全文摘要
一種電子白板中圖形的幾何特征顯示方法，屬于圖形處理領域技術(shù)，包括根據(jù)電子白板的輸入設備的移動軌跡，在所述電子白板的繪圖區(qū)繪制輸入設備選取的幾何圖形；調(diào)用所述幾何圖形對應的幾何特征，并在幾何圖形中對所述幾何特征實時顯示；記錄輸入設備拖拽所述幾何圖形的尺寸控制點的移動軌跡，根據(jù)得到的移動軌跡計算所述幾何圖形需要顯示的幾何特征的對應坐標，并對所述幾何特征進行實時繪制和顯示。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)幾何圖形的多種幾何特征顯示及根據(jù)輸入設備拖動幾何圖形的移動軌跡實時調(diào)整幾何特征，能夠在教育教學過程中，提高電子白板的交互性及趣味性，而增進教學效果。
文檔編號G09B5/02GK102568253SQ201010599369
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者周宏杰, 楊嵐 申請人:漢王科技股份有限公司