互动式激光投影书法练习器设计

卢祥祥 林 慧 余全杰 何昆仑 陈国东（通讯作者） （浙江农林大学 311300）

互动式激光投影书法练习器设计

卢祥祥 林 慧 余全杰 何昆仑 陈国东（通讯作者） （浙江农林大学 311300）

本文给出一种新型书法练习器具。该互动式激光投影书法练习器的目标人群是练习书法的初学者，内置的红色激光发射器可以在任何纸面上投影出书法字体的外轮廓，初学者可以直接临摹练习。该器具能够提供电子化互动、书写多种字体，并且能够对书写的字体进行检测纠正。

激光投影；产品设计；书法练习

一、前言

中国书法深受历代人们的喜爱，从甲骨文、石鼓文、金文（钟鼎文）演变而为大篆、小篆、隶书，至定型于东汉、魏、晋的草书、楷书、行书等，书法一直散发着艺术魅力。中国书法是中国文化的表征，是最纯粹的中国本土艺术，带着浓郁的东方世界风情，是中国人特有的艺术修养与审美观念的体现。在中国文化数千年的发展中，书法艺术一直在其自身范围内发展与变化，烙有深深的民族文化的印记。中国书法的发展至今已历经千年，堪称中国艺术瑰宝，国人为自豪。然而，随着时代的变迁和社会的发展，中国书法在当今社会的现状却小容乐观。书法作为中国文化组成元素中重要的一部分，应当得到更好的发展。

书法练习往往是入门易成家难，对于初学者学习练习书法工具主要是字帖。目前书法练习字帖使用形式主要有两类，一类是描红字帖，另一类是水写字帖。描红字贴的优点是价格便宜，使用起来方便易学，最大程度保留了使用者练习时的书法体验和笔墨的韵味。描红字贴的缺点是浪费纸张，不能重复利用和缺少互动。水写字贴的优点是能够重复书写，蘸水即可书写。水写字贴的缺点是书写的字体不能长久保留，同时由于水写字贴的材料不是纸质，所以书写体验上会和实际书法书写有所差异。它们共同的缺陷是缺乏互动，使用模式单一，使用起来枯燥无味，不能够书写多种字体。互动式激光投影书法练习器的设计在弥补传统字帖存在的缺陷的同时丰富了书法练习器具的功能。

二、互动式激光投影书法练习器综合设计

1.技术原理

互动式激光投影书法练习器采用目前已经成熟的激光投影技术和VBK键盘技术，该技术已经实际应用在镭射无线键盘上，并且广泛被消费者接受。互动式激光投影书法练习器主要由图像投影模块、红外图像采集模块和红外激光定位系统三部分构成，如图1所示。

图1 互动式激光投影书法练习器模块组成

图像投影模块能够在任意漫反射表面，通过红色波段的激光器投影界面信息，界面信息其中包括字帖、字体动画、田字格和模式按键，使用者可以根据投影的界面信息操作使用。用户“点击”投影出的模式按键图像时，通感器采集范围覆盖整个界面选择按键投影区域。虚拟键盘下端设计有红外激光定位系统，能够发出平行于投影表面的激光束，当手指触碰到键盘投影表面的时候，手指会阻断激光器发出的激光束，并在指尖位置形成激光束反射，此时指尖的亮度会高于其他没有形成反射部分的亮度，通过红外摄像机对图像进行采集，作为按键“点击”识别的原始数据1，如图2所示。

图2 互动式激光投影书法练习器数据采集

2.互动式激光投影书法练习器功能设计

互动式激光投影书法练习器开启电源开关后，界面信息通过激光发射器投影在纸面上。互动式激光投影书法练习器在开机界面下具有示范、临摹和练习三种模式可供。

练习模式：激光发射器在纸上投影展示毛笔书写的轨迹和笔触的动画，直观的展示书写的技法。选择练习模式时，投影在纸上的字体将自动播放模拟书法书写时的笔画书写顺序以及书写的笔触变化，真实的展示给使用者书法练习的技巧。示范模式的作用就在于能够通过动画的形式展示临摹的方法，相对于其他字帖展示的更加清晰直观。

临摹模式：激光发射器在纸上投影字体的外轮廓，使用者可以直接临摹练习。临摹模式下的产品与现有字帖既有相似之处又有区别的地方。传统字帖采用印刷工艺将字体印在纸上，而该款书法练习器是通过激光投影将字体投影在纸上；传统字帖的一页字体只能练习一次，而在书法练习器下只需要更换纸张便可以无限循环练习。该产品相对于传统字帖更加环保，重复利用性更高。

练习模式：激光发射器在纸上投影米字格，使用者可以像使用传统字帖一样，直接练习书写。当书写完成后，使用者可以点击评分功能按钮，书法练习器会对使用者书写的字体进行评分和语音纠正，如图3所示。

图3 投影界面

互动式激光投影书法练习器同时建立有不同书法家书写的投影字体库，这些字体主要是针对书法初学者。初学者在使用时可以根据个人需要选择不同种字体，然后通过数据线导入到产品中。

三、结语

书法是一种高雅艺术，她以独特的书法美使人迷恋。传统是创新的基石，只有真正深刻地认识传统，把握传统的精髓，才能实现创新。中国书法艺术是国家的财富，是国人的自豪。每一个人都有义务和责任将书法艺术传承和发扬。互动式激光投影书法练习器将传统书法练习技法与现代电子科技结合，既解决了传统书法练习工具存在的问题，同时丰富了书法练习工具的功能，使书法得到了更好的发扬与传播。

注释：

1.蔡睿妍.激光虚拟键盘的设计与实现[J].激光与红外，2012，42（8）：875-878.

国家级大学生创新创业训练计划创业训练项目（201610341003）