[發(fā)明專利]一種面向兒童實物交互的故事創(chuàng)建方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310012991.0
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103093658A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丹力;何亮;王宏安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院軟件研究所
• 主分類號: G09B5/06
• 分類號: G09B5/06
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人機交互領(lǐng)域，具體涉及到一種面向兒童的故事創(chuàng)建方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種面向兒童實物交互的故事創(chuàng)建方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

講故事是一種傳統(tǒng)的教育方式，用于幫助兒童了解世界，傳遞價值觀、知識和信仰。同時，講故事是兒童社會和認知能力開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，也是其生活的主要部分。在兒童成長中講故事扮演著重要的角色，它能幫助兒童提升語言表達能力、邏輯思維能力、想象力和創(chuàng)造力。此外，講故事還可以幫助培養(yǎng)創(chuàng)造力、問題求解能力、交流和協(xié)作能力等這些兒童未來生存發(fā)展的核心能力。與此同時，伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和個人計算機的普及，計算機的使用已經(jīng)出現(xiàn)在我們生活中的各個方面，比如娛樂、教學(xué)和辦公等等。數(shù)字化的電子設(shè)備也已經(jīng)成為了我們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡囊徊糠郑ㄟ^這些數(shù)字化方式我們可以更好地認識和了解周圍的世界。講故事活動也隨著信息科技的普及，從傳統(tǒng)的講故事工具向計算機支持的講故事環(huán)境轉(zhuǎn)變。20世紀后期開始就出現(xiàn)了利用計算機技術(shù)來輔助兒童故事創(chuàng)作和講述的講故事系統(tǒng)，為兒童提供了能夠發(fā)揮想象力和創(chuàng)作力的空間，但由于這類故事系統(tǒng)大多數(shù)是基于鍵盤和鼠標的桌面交互方式，而這種交互方式對于低齡兒童學(xué)習(xí)和操作來說是有一定的困難的。McNerney分析了物理的交互方式，認為電子玩具能夠通過自由扮演來幫助兒童開發(fā)高級思維模式，并且這種實物界面對于兒童更加直接、簡單和容易接受。實物交互有益于兒童的認知發(fā)展，是一種相比于傳統(tǒng)桌面鼠標/鍵盤交互方式更適合于兒童的交互方式，能夠借鑒到兒童講故事活動中。

目前已有的基于實物交互的講故事系統(tǒng)StoryMat中，孩子在一個毛毯上拿著毛絨玩具進行角色扮演和故事創(chuàng)作。其中，毛毯能夠記錄兒童的語音從而記錄故事內(nèi)容，但其并沒有在毛絨玩具上給予故事角色更多的屬性，兒童對玩具的操作比較單一。同時，毛毯有限的空間和玩具種類的限制，在故事講述時會大大地限制兒童的發(fā)揮。MIT開發(fā)的Picture?This！則是為每一個代表故事角色的玩具配備了攝像頭，當(dāng)兒童在故事講述時，通過不同角色身上的攝像頭可以從這個角色的視角來觀看故事的內(nèi)容，猶如電影分鏡一般。雖然這些系統(tǒng)都提供了實物交互的講故事環(huán)境，但都存在以下幾個問題：交互道具和交互環(huán)境有限，系統(tǒng)配置固定，交互操作類型比較單一。這些局限性使得故事創(chuàng)作受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種面向兒童實物交互的故事創(chuàng)建方法和系統(tǒng)，本發(fā)明采用多種傳感器與計算機虛擬場景相結(jié)合的方法，用戶可以自由布置故事場景，并通過控制手中的玩具來操作計算機中虛擬故事角色的運動，進行故事創(chuàng)作和講述。

本發(fā)明通過結(jié)合實物交互和桌面講故事系統(tǒng)的優(yōu)勢，選擇適當(dāng)?shù)膫鞲屑夹g(shù)，提供一個交互自然的實物講故事系統(tǒng)，允許兒童在更加自由的創(chuàng)作空間中，充分利用物理操作的隱喻和計算機提供的素材的多樣性，簡單方便地創(chuàng)作和講述故事。

為實現(xiàn)上述目的，本項發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種面向兒童實物交互的故事創(chuàng)建方法，其步驟為：

1)建立一套實物講故事的操作及顯示環(huán)境，并將預(yù)定義的故事角色編號、故事素材編號和角色渲染規(guī)則存儲在規(guī)則庫中，用于場景布局中故事角色選擇、故事素材選擇、故事角色渲染和運動。用戶對實物的操作可以通過計算機內(nèi)部講故事程序的識別理解模塊進行識別和分析，并在邏輯處理模塊來計算并執(zhí)行相應(yīng)的功能，最終結(jié)果呈現(xiàn)在計算機的故事顯示環(huán)境中；

2)設(shè)計實現(xiàn)實物交互工具，通過該工具控制故事場景中的對象，完成場景布局和角色的選擇和操作；

3)故事場景的布局包括背景布置和故事素材的選擇；其中，所有的物理操作都在實物交互工具上完成，布局好的故事場景顯示在計算機屏幕上；

4)故事布局中，所有操作的結(jié)果通過物理的電子模塊和屏幕給予反饋；

5)實物交互工具與計算機進行無線通信，實物交互工具根據(jù)預(yù)先定義好的角色的編號，將物理玩具與故事角色進行關(guān)聯(lián)，選擇不同的玩具即是在故事場景中選擇了對應(yīng)的故事角色，計算機從多媒體素材庫中調(diào)用并渲染故事角色；

6)對物理玩具的操作，通過實物交互工具采集用戶操作信號，并將控制信號傳輸?shù)接嬎銠C中，計算機的識別理解和邏輯處理模塊對控制信號分析與計算，將控制信號映射到故事角色對應(yīng)的運動；其中，故事角色的運動與用戶的操作之間存在直接的關(guān)聯(lián)，符合用戶的操作習(xí)慣和認知，同時也將物理空間的操作映射到虛擬故事環(huán)境中；

7)用戶對實物交互工具的操作控制信息，在計算機內(nèi)部講故事程序的邏輯處理模塊中，得到不同的內(nèi)部操作指令，并根據(jù)這些指令執(zhí)行相應(yīng)的功能；