本文關(guān)鍵詞：面向教學(xué)的手繪幾何圖形規(guī)整工具設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：在傳統(tǒng)的幾何教學(xué)中,教師繪制幾何圖形時需要借助黑板和粉筆以及相應(yīng)的繪制工具,資源消耗較大并且相對耗時。教育信息化大背景下,電子白板逐漸在教學(xué)中得到普及,幾何教學(xué)面臨新的困境：若使用白板手繪幾何圖形,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不能滿足教學(xué)需求：若使用繪圖工具來繪制幾何圖形,則又操作繁瑣交互不便。因此,本文在草圖識別技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計并實現(xiàn)了一款手繪幾何圖形規(guī)整軟件,將教師在白板上手繪的幾何圖形規(guī)整為滿足教學(xué)需要的標(biāo)準(zhǔn)幾何圖形,從而解決使用白板進行幾何教學(xué)時的問題。由于課堂常用幾何圖形是帶有明顯幾何特征的“特殊”圖形,例如矩形、菱形、梯形,因此本文在草圖識別技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種模糊邏輯和幾何特征相結(jié)合的識別方法,對于課堂常用幾何圖形進行整體識別,在規(guī)整輸出時以識別結(jié)果為基礎(chǔ)對圖形進行智能調(diào)整；對于普通或者組合類幾何圖形,提取其特征點對圖形進行局部識別。實現(xiàn)的具體流程是：首先使用模糊邏輯算法識別課堂常用的8種基本圖元,對于不能歸納到這其中的圖元,采用幾何圖形組合識別法,按提取的特征點對圖形進行分割識別,再重組輸出。通過實驗驗證,軟件在處理課堂常用幾何圖形時具備較高的識別率和效率,可以滿足幾何課堂教學(xué)要求,達到提高課堂教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。本文首先介紹并梳理了草圖識別的背景知識和目前所取得的成果；在草圖識別的相關(guān)知識基礎(chǔ)上,介紹了模糊邏輯算法、特征點提取方法；之后從教學(xué)設(shè)計的角度進行了需求分析以及軟件設(shè)計；在需求分析和軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上,以WPF為開發(fā)平臺,將軟件分為圖形識別、圖形繪制、圖形編輯三大功能模塊進行了開發(fā)實現(xiàn)；最后通過實驗對軟件進行了評估,并使用一個具體的教學(xué)案例展示了軟件的應(yīng)用場景,評估結(jié)果表明軟件基本滿足了最初的設(shè)計要求。本文所研究的內(nèi)容是草圖識別在課堂教學(xué)中的應(yīng)用,軟件使用了面向?qū)ο缶幊?能夠隨著課堂需求的改變對功能進行拓展,因此具備可持續(xù)發(fā)展的可能。
【關(guān)鍵詞】：教學(xué) 手繪幾何圖形 模糊邏輯 特征點 WPF
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：G434
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-15
• 1.3 本研究針對課堂應(yīng)用所要解決的問題15-16
• 1.4 章節(jié)安排16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 相關(guān)技術(shù)介紹17-26
• 2.1 WPF相關(guān)概念介紹17-19
• 2.1.1 WPF介紹17
• 2.1.2 MVVM模式介紹17-18
• 2.1.3 Ink Canvas介紹18-19
• 2.2 草圖識別技術(shù)19-25
• 2.2.1 使用模糊邏輯的方法識別手繪幾何圖形20-22
• 2.2.2 使用幾何方法提取特征點22-25
• 2.2.3 圖形分割與圖元識別25
• 2.2.4 規(guī)整圖形的輸出25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于教學(xué)的手繪幾何圖形規(guī)整工具的設(shè)計26-32
• 3.1 需求分析26-27
• 3.2 整體框架設(shè)計27-28
• 3.3 功能模塊設(shè)計28-31
• 3.3.1 幾何圖形識別模塊設(shè)計29-30
• 3.3.2 幾何圖形繪制模塊設(shè)計30
• 3.3.3 幾何圖形編輯模塊設(shè)計30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 基于教學(xué)的手繪幾何圖形規(guī)整工具的實現(xiàn)32-42
• 4.1 幾何圖形識別功能模塊實現(xiàn)33-37
• 4.1.1 手繪數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理33-34
• 4.1.2 幾何特征計算34
• 4.1.3 特征向量計算34-36
• 4.1.4 模糊邏輯去除二義性36-37
• 4.2 幾何圖形的繪制功能模塊實現(xiàn)37-38
• 4.2.1 識別結(jié)果的返回與選擇37
• 4.2.2 特征點的選取與處理37-38
• 4.2.3 幾何圖形的繪制38
• 4.3 幾何圖形的編輯功能模塊38-39
• 4.4 軟件交互模塊的實現(xiàn)39-41
• 4.4.1 主界面交互40
• 4.4.2 圖形編輯界面交互40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第5章 實驗評估與案例展示42-53
• 5.1 實驗評估42-47
• 5.1.1 手繪圖形識別率42-43
• 5.1.2 手繪圖形規(guī)整準(zhǔn)確度43
• 5.1.3 操作時間43-44
• 5.1.4 實驗結(jié)果展示44-47
• 5.2 案例展示與分析47-51
• 5.2.1 幾何習(xí)題課案例47-50
• 5.2.2 案例分析50-51
• 5.3 本章小結(jié)51-53
• 第6章 總結(jié)與展望53-54
• 6.1 總結(jié)53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻54-56
• 致謝56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 秦澎濤;王蘇文;;簡單工廠模式在數(shù)據(jù)訪問層中的應(yīng)用[J];計算機工程與設(shè)計;2009年07期

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本文編號：1043647