基于触控操作的数字化教材制作系统

摘要

本发明公开了基于触控操作的数字化教材制作系统，包括编辑软件和录制服务器；录制服务器设有触控组件和音频视频采集装置；触控组件包括触控笔和触控显示屏；编辑软件包括素材模块、调度模块和录制模块；编辑软件通过录制模块以时间线为坐标对数字化教材的音频视频轨道进行编辑制作；所述录制模块设有显示于触控显示屏的录制窗口，当录制模块编辑制作数字化教材时，录制窗口内的所有显示内容以时间线为坐标录制于数字化教材的音频视频轨道，生成数字化教材内容；本发明在PC架构的应用系统内针对触控屏和触控笔作了大量优化，充分仿照传统课堂的授课教学环境，使得教师能参照传统教学的方式，在PC系统上经触控操作便捷地制作数字化教材。

说明书

技术领域

本发明涉及教材制作领域，尤其是基于触控操作的数字化教材制作系统。

背景技术

近年来，数字化教材日益在信息化的教育领域得到重视，但以往数字化教材的制作涉及大量的视频音频编辑，需要较专业的视频编辑技术，对电脑技术不精通的教师难以胜任，虽然目前移动电脑设备上已出现了一些界面友好的视频编辑软件，能通过简单的触控操作来编辑视频用于演示，但由于移动电脑设备计算能力较低，而且屏幕很小，严重限制了高质量数字化教材的制作，使得优秀教师的教学方式难以在数字化教材上得以体现。

随着X86、X64计算架构性能的飞速发展，PC架构存贮容量的快速提升，在PC端、服务器端上进行高分辨率的视频音频编辑是高端视频编辑用户的首选方案，但涉及数字化教材制作，就需要把原有复杂的视频音频制作尽可能地简化为教师易于理解和操作的模式，使得教师能以贴近传统教学的方式来进行数字化教材的编辑制作，从而把传统教学的优点引入数字化教材，如何在PC架构上实现这种简化模式，是一个研究方向。

发明内容

本发明提出基于触控操作的数字化教材制作系统，在PC架构的应用系统内针对触控屏和触控笔作了大量优化，充分仿照传统课堂的授课教学环境，使得教师能参照传统教学的方式，在PC系统上以触控操作便捷地制作数字化教材。

本发明采用以下技术方案。

基于触控操作的数字化教材制作系统，所述教材制作系统包括编辑软件和录制服务器；所述录制服务器设有触控组件和音频视频采集装置；所述触控组件包括触控笔和触控显示屏；所述编辑软件由录制服务器运行，编辑软件包括素材模块、调度模块和录制模块；所述触控组件把与触控操作对应的控制指令传给编辑软件，编辑软件通过录制模块以时间线为坐标对数字化教材的音频视频轨道进行编辑制作；所述录制模块设有显示于触控显示屏的录制窗口，当录制模块编辑制作数字化教材时，录制窗口上的鼠标指针被隐藏。

所述素材模块包括存贮单元、实况单元和预览单元，所述存贮单元存贮教材素材，所述实况单元与音频视频采集装置相连，所述调度模块与触控组件、预览单元、实况单元和存贮单元连接，调度模块还设有显示于触控显示屏上的调度界面。

所述预览单元与存贮单元相连，预览单元生成与存贮单元存贮素材对应的带缩略图的大尺寸的素材操控图标，所述调度模块把预览单元生成的素材操控图标显示在调度界面处；当素材操控图标被点击或拖放至录制窗口时，调度模块经录制窗口调用存贮单元内与素材操控图标对应的素材，素材在录制窗口内以可触控的方式进行显示。

所述实况单元与音频视频采集装置相连，所述实况单元设有显示于调度界面上的大尺寸的若干实况图标，该实况图标与音频视频采集装置采集的实时音频视频相对应，当实况图标被点击或拖放至录制窗口时，调度模块经录制窗口调用与实况图标对应的实时音频视频内容，实时音频视频内容在录制窗口内以可触控的方式进行显示。

所述实况单元还与触控组件相连，所述实况单元设有显示于调度界面上的大尺寸的白板图标，白板图标与录制窗口内的滑动触控动作对应，当白板图标被点击时，录制窗口以实时笔迹的形式显示录制窗口区域内的触摸操作轨迹或触控笔书写轨迹；

所述编辑软件设有虚拟键位的虚拟键盘界面，所述虚拟键盘界面可通过调度界面调用并显示于触控显示屏上，当虚拟键位被点击时，录制窗口显示经虚拟键盘界面输入的内容。

当录制模块对数字化教材的音频视频轨道进行编辑时，录制窗口内的所有显示内容以时间线为坐标录制于数字化教材的音频视频轨道，生成数字化教材内容。

所述触控笔为具压感功能的电磁笔，所述触控显示屏为支持多点触控操作的电磁屏。

当白板图标被点击后，当以触控笔在录制窗口进行书写时，录制窗口以实时笔迹的形式显示触控笔书写轨迹，以笔迹线条的粗细表示触控笔书写落笔的力度。

当素材为PPT文档、DOC文档、PDF文档、文本文档或视频格式时，素材被调度模块调用后以占满录制窗口的形式进行显示。

当素材被调度模块调用后以占满录制窗口的形式进行显示时，所述调度界面显示有批注图标，当批注图标被点击时，录制窗口以实时笔迹的形式显示录制窗口区域内的触摸操作轨迹或触控笔书写轨迹，电磁笔或手指可以在录制区域进行书写、批注并显示。

当素材为显示面积小于录制窗口一半的小尺寸图形时，其被调度模块调用时在录制窗口内以图块形式显示，素材图块周沿显示有触控操作定位柄，所述触控操作定位柄包括缩放操作定位柄和旋转操作定位柄。

所述录制服务器的音频视频采集装置包括摄像头和实物展台，其媒体数据流均能通过调度界面上的实况图标调用，当调度界面上的实况图标与摄像头视频对应，点击该实况图标时，摄像头视频以画中画的形式显示于录制窗口内；当调度界面上的实况图标与实物展台对应，点击该实况图标时，实物展台拍摄的照片或视频以占满录制窗口的形式进行显示。

所述编辑软件还包括独立的片头片尾制作模块，该片头片尾模块有独立的录制界面，经该模块制作的片头内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线始端，经该模块制作的片尾内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线末端。

所述录制服务器设有网络接口与外部网络相连，所述编辑软件设有可用于向学生进行远程辅导的网络直播模块，当网络直播模块工作时，录制窗口内的所有显示内容经网络接口发送至外部网络上需要辅导的外部学生的客户端处。

当录制模块编辑制作数字化教材时，编辑软件的界面始终位于录制服务器用户交互界面的顶层；调度界面设有按素材格式对素材操控图标进行选择显示的素材分类图标。

本发明设置专用的录制窗口，当录制模块工作时，只要是在录制窗口内显示的内容，均会被录在数字化教材内，该交互方式仿照传统教学中的板书，也即是以板书内容作为数字化教材的内容，使得本发明的数字化教材制作原理易于被教师理解，也便于教师操作，节约了本系统在推广中的学习成本。

本发明设置存贮单元存贮教材素材，教师使用本发明制作教材的过程以对素材的选择和调用为主，仿照了传统课堂教学中教师采用专属教具、教学课件的方式，使得教师能以贴近课堂教学的方式来制作数字化教材，从而方便地把优秀的教学思路和教学方式以数字化教材的形式进行展示，有助于提升数字化教材的质量。

本发明的调度界面均以大尺寸图标来显示素材、实况资源，而且显示素材的大尺寸图标上带有与素材对应的缩略图，使得教师在制作教材时能直观便捷地了解当前可用的素材，无需具体细看素材内容就可以大致知道素材内容，提升了效率，方便教材的制作。

本发明引入了触控笔和电磁屏，这两类设备具备很高的定位精度，且本发明所用的触控笔带压感功能，当教师使用白板或批注功能时，录制窗口内能以实时笔迹的形式录制教师的书写内容，而且能以笔迹粗细来表现书写力度，符合教师在传统教学中对学生作业的批注习惯，能让教师在数字化教材内实现对学生作业的批注演示，从而提升数字化教材的质量。

本发明中，当素材为PPT文档、DOC文档、PDF文档、文本文档或视频格式时，素材被调度模块调用后以占满录制窗口的形式进行显示，由于该类文档和视频在传统教学中通常作为详细的教学内容向学生讲授，本发明的该设计充分考量了传统教学的这种习惯，可以让制作出的数字化教材在使用中更贴近传统课堂教学。

本发明中，当素材为显示面积小于录制窗口一半的小尺寸图形时，其被调度模块调用时在录制窗口内以图块形式显示，素材图块周沿显示有触控操作定位柄，所述触控操作定位柄包括缩放操作定位柄和旋转操作定位柄；该类素材通常为数字化教学的常用图例，如三角尺图形、量角器图形、几何图例等，本发明在调用此类素材时，在素材图块显示定位柄以便于教师对该类素材进行缩放和旋转，使得此类素材在数字化教材制作过程中的使用，与传统课堂教学内的教具相仿，让教师易于理解和使用，有利于提升数字化教材制作的效率和质量，在该本发明中，通过此项设计，可以让本系统内置数学、物理、化学等多样的课程工具，制作教材时可随时调用。

本发明充分发挥了触控硬件在数字化教材中的作用，当录制模块编辑制作数字化教材时，录制窗口上的鼠标指针被隐藏；这使得数字化教材的操作使用保持了触控风格的连惯，也使得操作过程中的鼠标指针不会出现在成品的数字化教材内，减少了数字化教材内的无关内容，提升了教材质量。

本发明中，所述编辑软件设有设有虚拟键位的虚拟键盘界面，所述虚拟键盘界面可通过调度界面调用并显示于触控显示屏上，当虚拟键位被点击时，录制窗口显示经虚拟键盘界面输入的内容；该设计起到替代系统输入法的作用，教师在对录制窗口内的素材进行输入演示时，不必调用操作系统的输入法，这可以让数字化教材的录制成品内不会出现输入法窗口，减少了数字化教材内的无关内容，提升教材品质。

本发明中，所述编辑软件还包括独立的片头片尾制作模块，该片头片尾模块有独立的录制界面，经该模块制作的片头内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线始端，经该模块制作的片尾内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线末端；该设计把片头片尾制作与数字化教材正文制作分开，侧重于美观的片头片尾可以由专门美工完成，而教师则专注于数字化教材正文的制作，分工合作，在制作工序上互不干扰，而制作结果则能无缝集成，有利于整体上提升数字化教材的质量。

本发明中，所述录制服务器的音频视频采集装置包括摄像头和实物展台，其媒体数据流均能通过调度界面上的实况图标调用，当调度界面上的实况图标与摄像头视频对应，点击该实况图标时，摄像头视频以画中画的形式显示于录制窗口内；当调度界面上的实况图标与实物展台对应，点击该实况图标时，实物展台拍摄的照片或视频以占满录制窗口的形式进行显示；该设计加强了教材制作人员与最终用户间的互动方式，把电视直播的视频调度方法融入数字化教材的制作中，不仅教材制作人员易于使用，而且最终用户也容易接受和理解。

本发明中，当录制模块编辑制作数字化教材时，编辑软件的界面始终位于录制服务器用户交互界面的顶层；该设计可以屏蔽意外跳出的窗口，防止数字化教材的录制过程被打断。

本发明中，所述录制服务器设有网络接口与外部网络相连，所述编辑软件设有可用于向学生进行远程辅导的网络直播模块，当网络直播模块工作时，录制窗口内的所有显示内容经网络接口发送至外部网络上需要辅导的外部学生的客户端处；该设计使得本系统不仅能用于制作数字化软件，当业务需要时，也可作为实时网络授课系统使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明所述系统在调出虚拟键盘界面时的界面示意图；

附图2是本发明的局部架构示意图；

图中：1-触控显示屏；2-录制窗口；3-素材操控图标；4-触控笔；5-虚拟键盘界面；6-白板图标；7-实况图标；8-素材分类图标；21-录制服务器；22-编辑软件；23-素材模块；24-存贮单元；25-预览单元；26-实况单元；27-调度模块；28-录制模块；29-调度界面；30-触控组件；31-可用于向学生进行远程辅导的网络直播模块；32-网络接口；33-音频视频采集装置。

具体实施方式

如图1、图2所示，基于触控操作的数字化教材制作系统，所述教材制作系统包括编辑软件22和录制服务器21；所述录制服务器21设有触控组件30和音频视频采集装置33；所述触控组件30包括触控笔4和触控显示屏1；所述编辑软件22由录制服务器21运行，编辑软件22包括素材模块23、调度模块27和录制模块28；所述触控组件30把与触控操作对应的控制指令传给编辑软件22，编辑软件22通过录制模块28以时间线为坐标对数字化教材的音频视频轨道进行编辑制作；所述录制模块28设有显示于触控显示屏的录制窗口2，当录制模块28编辑制作数字化教材时，录制窗口2上的鼠标指针被隐藏。

所述素材模块23包括存贮单元24、实况单元26和预览单元25，所述存贮单元24存贮教材素材，所述实况单元26与音频视频采集装置33相连，所述调度模块27与触控组件30、预览单元25、实况单元26和存贮单元24连接，调度模块27还设有显示于触控显示屏1上的调度界面29。

所述预览单元25与存贮单元24相连，预览单元25生成与存贮单元24存贮素材对应的带缩略图的大尺寸的素材操控图标3，所述调度模块27把预览单元25生成的素材操控图标显示在调度界面29处；当素材操控图标3被点击或拖放至录制窗口2时，调度模块27经录制窗口2调用存贮单元24内与素材操控图标对应的素材，素材在录制窗口2内以可触控的方式进行显示。

所述实况单元7与音频视频采集装置33相连，所述实况单元26设有显示于调度界面上的大尺寸的若干实况图标7，该实况图标7与音频视频采集装置33采集的实时音频视频相对应，当实况图标7被点击或拖放至录制窗口时，调度模块27经录制窗口2调用与实况图标对应的实时音频视频内容，实时音频视频内容在录制窗口2内以可触控的方式进行显示。

所述实况单元7还与触控组件30相连，所述实况单元7设有显示于调度界面29上的大尺寸的白板图标6，白板图标6与录制窗口2内的滑动触控动作对应，当白板图标6被点击时，录制窗口2以实时笔迹的形式显示录制窗口区域内的触摸操作轨迹或触控笔书写轨迹；

所述编辑软件设有虚拟键位的虚拟键盘界面5，所述虚拟键盘界面5可通过调度界面29调用并显示于触控显示屏1上，当虚拟键位被点击时，录制窗口2显示经虚拟键盘界面5输入的内容。

当录制模块28对数字化教材的音频视频轨道进行编辑时，录制窗口2内的所有显示内容以时间线为坐标录制于数字化教材的音频视频轨道，生成数字化教材内容。

所述触控笔4为具压感功能的电磁笔，所述触控显示屏1为支持多点触控操作的电磁屏。

当白板图标被点击后，当以触控笔在录制窗口进行书写时，录制窗口以实时笔迹的形式显示触控笔书写轨迹，以笔迹线条的粗细表示触控笔书写落笔的力度。

当素材为PPT文档、DOC文档、PDF文档、文本文档或视频格式时，素材被调度模块调用后以占满录制窗口的形式进行显示。

当素材被调度模块调用后以占满录制窗口的形式进行显示时，所述调度界面显示有批注图标，当批注图标被点击时，录制窗口以实时笔迹的形式显示录制窗口区域内的触摸操作轨迹或触控笔书写轨迹，电磁笔或手指可以在录制区域进行书写、批注并显示。

当素材为显示面积小于录制窗口一半的小尺寸图形时，其被调度模块调用时在录制窗口内以图块形式显示，素材图块周沿显示有触控操作定位柄，所述触控操作定位柄包括缩放操作定位柄和旋转操作定位柄。

所述录制服务器的音频视频采集装置包括摄像头和实物展台，其媒体数据流均能通过调度界面上的实况图标调用，当调度界面上的实况图标与摄像头视频对应，点击该实况图标时，摄像头视频以画中画的形式显示于录制窗口内；当调度界面上的实况图标与实物展台对应，点击该实况图标时，实物展台拍摄的照片或视频以占满录制窗口的形式进行显示。

所述编辑软件还包括独立的片头片尾制作模块，该片头片尾模块有独立的录制界面，经该模块制作的片头内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线始端，经该模块制作的片尾内容直接录制于数字化教材音频视频轨道的时间线末端。

所述录制服务器设有网络接口与外部网络相连，所述编辑软件设有可用于向学生进行远程辅导的网络直播模块，当网络直播模块工作时，录制窗口内的所有显示内容经网络接口发送至外部网络上需要辅导的外部学生的客户端处。

当录制模块编辑制作数字化教材时，编辑软件的界面始终位于录制服务器用户交互界面的顶层；调度界面设有按素材格式对素材操控图标进行选择显示的素材分类图标8。

实施例：

当教师需要在数字化教材内插入DOC文档讲义时，教师在调度界面上点击DOC文档类的素材分类图标8，预览单元生成与存贮单元与DOC文档素材对应的带缩略图的大尺寸的素材操控图标，调度模块把这些与DOC文档素材对应的素材操控图标显示在调度界面处，在图标旁侧配以素材文件名；教师根据文件名或缩略图选择需要的DOC讲义素材，并对与该DOC讲义对应的素材操控图标进行点击或拖放至录制窗口，调度模块经录制窗口调用存贮单元内存贮的该DOC文档讲义，DOC文档讲义在录制窗口内以可触控的方式进行显示，教师可以在录制窗口内触控点按讲义正文，以拖放方式翻页，教师在录制窗口内操作讲义的全部动作，如翻页、浏览等均会被录制模块录制为数字化教材的内容。

当教师需要在数字化教材内插入板书演示时，教师点击调度界面上的白板图标，使用触控笔在录制窗口内进行板书书写，录制窗口以实时笔迹的形式显示触控笔书写轨迹，以笔迹线条的粗细表示触控笔书写落笔的力度，录制窗口内的显示内容（板书内容）均会被录制模块录制为数字化教材的内容。

当教师需要在数字化教材内插入对学生习作的批注演示时，首先调用相应的学生习作文档显示在录制窗口内，点击批注图标，使录制窗口的触控方式进入批注状态，然后以触控笔或手指在录制窗口内进行批注书写，录制窗口以实时笔迹的形式显示录制窗口区域内的触摸操作轨迹或触控笔书写轨迹，当录制窗口的触控方式退出批注状态后，教师又能以拖放操作来浏览演示学生习作，在该批注及浏览演示过程中，录制窗口内的显示内容（批注及学生习作）均会被录制模块录制为数字化教材的内容。

当教师需要在数字化教材内插入几何图形演示时，教师点击调度界面与图片素材对应的素材操控图标，调用图片素材中的小尺寸几何图形在录制窗口内显示，此时这些几何图形素材周沿显示有触控操作定位柄，所述触控操作定位柄包括缩放操作定位柄和旋转操作定位柄，教师通过点按滑移这些几何图形，通过定位柄对这些几何形状进行缩放和旋转，在录制窗口内进行几何图形演示，在该演示过程中，录制窗口内的显示内容均会被录制模块录制为数字化教材的内容。

教师在数字化教材制作前，可以先备好教案，预定好教案的时间线，确定在对应时间需要进行的教学操作，在存贮单元内预先存贮教材所需的素材，在数字化教材制作时，严格按预定好的时间线，在录制窗口内调用与时间线对应的素材，进行对应的操作，使录制窗口内显示的内容与教案一致，由于本发明中录制窗口显示内容即为所制作的数字化教材内容，因此当教师严格按教案时间线在录制窗口进行操作时，本发明所得到的数字化教材成品即与教案一致。