專利名稱：基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子白板領域，尤其涉及一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法和系統(tǒng)。
背景技術：
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。其中交互式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，用戶在觸摸屏上進行點擊和書寫，完成與計算機之間的交互，構成一個交互大屏幕會議和教學環(huán)境。·普通的交互式電子白板一般僅提供一個坐標系中顯示一個函數(shù)曲線的功能，可以選擇任意的一種函數(shù)(例如正弦函數(shù))顯示在該坐標系中。有的交互式電子白板提供了共用坐標系技術，即一個坐標系中可以顯示多個函數(shù)曲線，可選擇任意幾種函數(shù)(例如正弦、余弦、立方、平方等)同時顯示在一個坐標系中。目前的電子白板等交互系統(tǒng)中，提供了多函數(shù)共用一個坐標系的實現(xiàn)方案，但是不可以實時對函數(shù)或坐標系進行增加、修改、刪除等操作。在使用過程中，用戶希望可以在一個坐標系下顯示多個函數(shù)曲線，同時還希望可以實時地對顯示在電子白板中的共用坐標系的幾個函數(shù)分別進行修改、刪除、替換等各種操作，以提高教學過程的交互性和靈活性。但是，目前的電子白板只是提供了一種多函數(shù)曲線共用一個坐標系的顯示機制，卻不能根據(jù)用戶的需要進行實時的修改、刪除、替換等操作。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠對共用坐標系的幾個函數(shù)進行實時控制的基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法和系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案
一方面，提出一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法，包括如下步驟
根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類，從而生成函數(shù)曲線；
初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。優(yōu)選地，上述處理方法還包括步驟
設置坐標系單位長度，根據(jù)該坐標系所有函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍重設對應坐標軸的單位長度，并基于當前設置的坐標系單位長度更新坐標邊界的值。
優(yōu)選地，設置坐標系單位長度包括如下步驟
分別求出坐標邊界在各坐標軸原點兩側方向上的最大絕對值作為函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍；
根據(jù)函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍的數(shù)字位數(shù)所在的預定區(qū)間調整對應坐標軸的單位長度；
根據(jù)對應坐標軸的單位長度更新坐標邊界的值。優(yōu)選地，上述處理方法還包括在電子白板上增加函數(shù)曲線，包括
根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)生成函數(shù)曲線；
如果坐標邊界與增加的函數(shù)曲線相比有變化，則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界 的值。優(yōu)選地，上述處理方法還包括在電子白板上刪除函數(shù)曲線，包括
刪掉指定的函數(shù)曲線對應的表達式；
如果坐標邊界與刪除的函數(shù)曲線相比有變化，則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值。優(yōu)選地，上述處理方法還包括在電子白板上拖拽函數(shù)曲線，包括如下步驟
根據(jù)該坐標系當前所有函數(shù)曲線判斷坐標邊界與被拖拽函數(shù)曲線的變化情況；
如果有變化則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值。優(yōu)選地，上述處理方法還包括對函數(shù)曲線的定義域開區(qū)間或閉區(qū)間的設定處理。優(yōu)選地，上述對函數(shù)曲線的定義域開區(qū)間的設定處理包括如下步驟
當定義域設定為左開區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的左邊界為初始值加上無窮小量；
當定義域設定為右開區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的右邊界為初始值減去
無窮小量；
當定義域設定為左閉區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的左邊界為初始值； 當定義域設定為右閉區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的右邊界為初始值。另一方面，提出一種用來執(zhí)行基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法的系統(tǒng)，包括輸入檢測單元，用于檢測輸入的數(shù)據(jù)和指令；還包括
函數(shù)曲線建立單元，用于根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類,從而生成函數(shù)曲線；
坐標系建立單元，用于初始設置電子白板對應坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)還包括坐標系單位長度設置單元，用于初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。本發(fā)明主要的優(yōu)點如下
I.本發(fā)明的技術方案可以在一個坐標系下顯示多個函數(shù)曲線，同時還可以增加、刪除函數(shù)曲線，實時修改定義域、表達式，以及對函數(shù)曲線拖拽、平移等，增加了白板交互系統(tǒng)的交互性和實時性；2.在增加、刪除函數(shù)曲線、拖拽或平移函數(shù)曲線時，坐標系可以動態(tài)地按比例變化，這樣的動態(tài)變化，可以更清晰、準確的顯示函數(shù)曲線在坐標系的位置。


圖I示出本發(fā)明基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法一個實施例的流程 圖2a和2b示出拖拽函數(shù)曲線時，坐標系動態(tài)改變效果對比 圖3示出定義域的開閉控制界面；
圖4示出本發(fā)明基于電子白板的函數(shù)曲線的構造系統(tǒng)的一種結構示意圖。
·
具體實施例方式本發(fā)明基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法主要是可以在電子白板上增加、刪除和拖拽函數(shù)曲線，并且在增加、刪除和拖拽函數(shù)曲線的同時為了更加直觀、清晰地顯示函數(shù)曲線，使坐標系的單位長度可按比例動態(tài)縮放。如圖I所示，該方法一個實施例包括以下兩個步驟。步驟1，根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類,從而生成函數(shù)曲線。電子白板的存儲器中預存有大量的函數(shù)曲線類，檢測在電子白板上的操作，根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)，就可以生成函數(shù)曲線。根據(jù)預先定義的函數(shù)曲線類來構造函數(shù)，利用輸入的初始參數(shù)來實例化一個函數(shù)曲線。生成一個新的函數(shù)曲線需要傳入的參數(shù)包括表達式、定義域、曲線的顏色、以及定義域的開閉、還有采樣點等信息。預先定義一個函數(shù)曲線類。假設函數(shù)曲線類的名稱為GraphCurve，這個函數(shù)曲線類所需要的參數(shù)分別為函數(shù)表達式，為字符串類型，稱為express ;函數(shù)表達式的定義域，為浮點的點類型，記為xValue ;函數(shù)曲線的顏色，Color類型,記為color 個布爾型變量isLeftOrRight,用來表示定義域的左右區(qū)間頂點是開區(qū)間還是閉區(qū)間；定義一個采樣點，為整型，記為sample表示函數(shù)曲線是由多少個采樣點構成，數(shù)字越大，則函數(shù)曲線就越精細。利用JavaScript對函數(shù)表達式express進行解析,根據(jù)sample設定的采樣點數(shù)，對定義域進行采樣，得到的采樣點作為橫坐標，傳入函數(shù)表達式，進而得到函數(shù)曲線的縱坐標。步驟2，初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。初始設置電子白板上的坐標系的單位長度為一個像素點，統(tǒng)計步驟I生成的函數(shù)曲線數(shù)組中每條曲線的定義域、值域信息，計算得到坐標系的X軸和y軸方向上應該顯示的范圍，從而確定坐標邊界的值。由于每個函數(shù)曲線都要顯示在同一個坐標系中，因此預先定義坐標系中的各個變量，X方向的單位長度，表示X方向上屏幕坐標與數(shù)學坐標的對應關系，記為Xscale(單位長度對應的像素點)，初始值為I ;Y方向的單位長度，表示y方向上屏幕坐標與數(shù)學坐標的對應關系，記為Yscale (單位長度對應的像素點)，初始值為I ;坐標原點，記為OriginalPoint,這些變量可以定義一個坐標系。接著建立坐標系和函數(shù)曲線之間的聯(lián)系，定義一個曲線列表，為數(shù)組類型，用來存儲步驟2中生成的函數(shù)曲線對象List〈GraphCurve> ;表達式數(shù)組List〈String>expression,用來存儲函數(shù)曲線表達式；坐標邊界,類型為浮點矩形，記為_coordBounds。統(tǒng)計曲線列表List〈GraphCurve>中所有函數(shù)曲線的橫坐標的最大值及最小值，作為坐標系X方向的最大及最小值(_coordBounds的左邊界和右邊界)。假設函數(shù)曲線列表List〈GraphCurve>中包含兩條函數(shù)曲線(I) y=sin (x),定義域為[_4，O],則通過步驟2計算得到的值域為[-1，I]; (2) y=x+3，定義域為[_1，3]，則計算得到的值域為[2，6]。因此坐標系在X軸方向上的顯示范圍應該為[_4，3],在y軸上顯示的范圍為[-1,6],對應得到屏幕上顯示坐標系的邊界_coordBounds,具體獲得方法為左邊界_4XXs cale,右邊界3XXscale,下邊界_1 XYscale,上邊界6XYscale。實際顯示時稍微放大一些，這樣顯示效果更加美觀、合理。由于本發(fā)明的技術方案把函數(shù)曲線與坐標系分離，因而分別對函數(shù)曲線及坐標系進行不同的操作，使后續(xù)的增加、刪除函數(shù)曲線以及拖拽函數(shù)曲線時坐標系的單位長度的動態(tài)改變等操作成為可能。步驟3，設置坐標系單位長度，根據(jù)該坐標系所有函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍重設對應坐標軸的單位長度，并基于當前設置的坐標系單位長度更新坐標邊界的值。設置坐標系單位長度的具體流程如下
步驟31，計算定義域的范圍，分別求出原點兩側X方向的定義域、Y方向的值域的絕對值的最大值。根據(jù)坐標系的邊界_coordBounds和坐標原點OriginalPoint計算定義域和值域的刻度范圍。用坐標原點的橫坐標減去坐標系的邊界_coordBounds中坐標橫軸的最左點坐標，記為)(length,用Xlength與Xscale做商,得到X軸負方向定義域范圍的數(shù)學坐標。同理，可以得到X軸正方向定義域范圍的數(shù)學坐標。取X軸正向和負向中的最大值，作為X軸方向定義域范圍，記為xScope ;同理可以得到Y軸方向值域范圍，記為yScope。步驟32,計算表示定義域和值域范圍的數(shù)字的位數(shù)，即將上面的xScope、yScope轉化為字符串的形式記為xNumLen、yNumLen。用到的函數(shù)是xScope. ToStringO · Length和yScope.ToString O . Length。步驟33,分別判斷xNumLen、yNumLen位數(shù)數(shù)值位于哪個預定區(qū)間，根據(jù)判斷結果調整X方向的單位長度Xscale和Y方向的單位長度Yscale。具體實例如下
1)如果是20以內的兩位數(shù)，則坐標單位長度設為2，坐標刻度為0、2、4、6、8等；
2)如果區(qū)間是大于20的兩位數(shù)，則坐標單位長度設為5，坐標刻度是0、5、10、15等；
3)如果是三位數(shù)，則坐標單位長度設為25，坐標刻度是0、25、50等；
4)如果是四位數(shù)，則坐標單位長度設為250，坐標刻度是0、250、500等，以此類推。步驟34，基于當前設置的坐標系單位長度更新坐標邊界的值。對于已建立的函數(shù)曲線坐標系，還包括增加函數(shù)曲線的處理4，具體過程如下 步驟41，當檢測到增加函數(shù)曲線的輸入指令時，根據(jù)選擇的函數(shù)曲線的表達式、定義
域、顏色、定義域的開閉、采樣點等信息構造生成一個新的函數(shù)曲線。將當前實例化的函數(shù)曲線類添加到List〈GraphCurve>中；步驟42,判斷坐標邊界_coordBounds與添加新函數(shù)曲線之前比是否有變化；
步驟43，根據(jù)判斷結果，如果有變化則通過上述坐標系單位長度設置過程來重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值；
步驟44，根據(jù)判斷結果，如果沒有變化則處理過程結束。
對于已生成的函數(shù)曲線，還包括刪除函數(shù)曲線的處理5，具體過程如下
步驟51,當檢測到刪除函數(shù)曲線的輸入指令時,從表達式數(shù)組expression中刪掉指定刪除的函數(shù)曲線對應的表達式字符串；
步驟52,判斷坐標邊界_coordBounds與刪除函數(shù)曲線之前比是否有變化；
步驟53，根據(jù)判斷結果，如果有變化則通過上述坐標系單位長度設置過程來重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值；
步驟54，根據(jù)判斷結果，如果沒有變化則處理過程結束。
對于已生成的函數(shù)曲線，還包括拖拽函數(shù)曲線的處理6，具體過程如下
步驟61，當檢測到拖拽函數(shù)曲線的輸入指令時，根據(jù)該坐標系當前所有函數(shù)曲線的分布情況判斷坐標邊界_coordBounds與拖拽函數(shù)曲線之前比是否有變化；
步驟62，根據(jù)判斷結果，如果有變化則通過上述坐標系單位長度設置過程來重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值；
步驟63，根據(jù)判斷結果，如果沒有變化則處理過程結束。拖拽函數(shù)曲線時,坐標系動態(tài)改變效果對比如圖2a和2b所示。在添加一條函數(shù)曲線時，定義域初始是閉區(qū)間的。例如y=x+l，初始定義域為X [-1，I],-I和I都計算在內。設置(或重新設置)定義域開區(qū)間或閉區(qū)間的處理如下
I)當在圖3所示的屬性面板中輸入設定為開區(qū)間時，isLeftOrRight = true。函數(shù)曲線比如y=x+l在X軸上的定義域的邊界為初始值加上或減去一個無窮小量，例如O. 0001。若設定為左開區(qū)間比如X (-1，1]，則從-1+0. 0001開始計算，而-I不計算在內。若設定為右開區(qū)間比如x:(-l，l]，則計算到1-0. 0001，而I不計算在內。若定義域左右均為開區(qū)間比如X: (-1，I)，則從-1+0. 0001計算到1-0. 0001，而-I和I均不計算在內。2)當在圖3所示的屬性面板中輸入設定為閉區(qū)間時，isLeftOrRight = false。若設定為左閉區(qū)間，則函數(shù)曲線比如y=x+1在X軸上的定義域的左邊界為初始值，不做改變。若設定為右閉區(qū)間，則函數(shù)曲線比如y=x+l在X軸上的定義域的右邊界為初始值，不做改變。若既為左閉區(qū)間又為右閉區(qū)間，則左右邊界均為初始值。本發(fā)明的實施例公開的方法可以在電子白板上的一個坐標系下構造多條函數(shù)曲線，還可以根據(jù)在電子白板上的操作在電子白板上增加、刪除和拖拽函數(shù)曲線，并且在增力口、刪除和拖拽函數(shù)曲線的同時為了更加直觀、清晰地顯示函數(shù)曲線，使坐標系的單位長度可按比例動態(tài)縮放，改善了電子白板的交互性和體驗。為了實現(xiàn)本發(fā)明的方法，本發(fā)明還公開了一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造的系統(tǒng)主要包括如下單元
函數(shù)曲線建立單元21，用于根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類,從而生成函數(shù)曲線；
坐標系建立單元22，用于初始設置電子白板對應坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。本發(fā)明的基于電子白板的函數(shù)曲線的構造的系統(tǒng)還包括坐標系單位長度設置單元23，該單元用于根據(jù)該坐標系所有函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍重設對應坐標軸的單位長度并進而確定坐標系刻度，基于當前設置的坐標系單位長度更新坐標邊界的值。該系統(tǒng)還可以包括函數(shù)曲線添加處理單元24、函數(shù)曲線刪除處理單元25、函數(shù)曲線拖拽處理單元26、以及定義域開閉區(qū)間設置處理單元27中的任意一個單元或任意多個單元。其中
函數(shù)曲線添加處理單元24，用于根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)在已建立的坐標系·中添加函數(shù)曲線并確定是否啟動坐標系單位長度設置單元來重設坐標系單位長度；
函數(shù)曲線刪除處理單元25，用于根據(jù)輸入的刪除指令刪除坐標系中已有的函數(shù)曲線并確定是否啟動坐標系單位長度設置單元來重設坐標系單位長度；
函數(shù)曲線拖拽處理單元26，用于根據(jù)輸入的拖拽指令來確定是否啟動坐標系單位長度設置單元來重設坐標系單位長度；
定義域開閉區(qū)間設置處理單元27，用于根據(jù)輸入的對定義域區(qū)間開閉的設置指令來確定定義域的邊界值。本發(fā)明的實施例公開的系統(tǒng)可以在電子白板上的一個坐標系下構造多條函數(shù)曲線，還可以根據(jù)在電子白板上的操作在電子白板上增加、刪除和拖拽函數(shù)曲線，并且在增力口、刪除和拖拽函數(shù)曲線的同時為了更加直觀、清晰地顯示函數(shù)曲線，使坐標系的單位長度可按比例動態(tài)縮放，改善了電子白板的交互性和用戶體驗。
權利要求
1.一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類，從而生成函數(shù)曲線； 初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。
2.根據(jù)權利要求I所述的處理方法，其特征在于，還包括設置坐標系單位長度，根據(jù)該坐標系所有函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍重設對應坐標軸的單位長度，并基于當前設置的坐標系單位長度更新坐標邊界的值。
3.根據(jù)權利要求2所述的處理方法，其特征在于，設置坐標系單位長度包括如下步驟 分別求出坐標邊界在各坐標軸原點兩側方向上的最大絕對值作為函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍； 根據(jù)函數(shù)曲線中各變量的定義域范圍的數(shù)字位數(shù)所在的預定區(qū)間調整對應坐標軸的單位長度； 根據(jù)對應坐標軸的單位長度更新坐標邊界的值。
4.根據(jù)權利要求I、2或3所述的處理方法，其特征在于，還包括在電子白板上增加函數(shù)曲線，包括如下步驟 根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)生成函數(shù)曲線； 如果坐標邊界與增加的函數(shù)曲線相比有變化，則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的處理方法，其特征在于，還包括在電子白板上刪除函數(shù)曲線，包括如下步驟 刪掉指定的函數(shù)曲線對應的表達式； 如果坐標邊界與刪除的函數(shù)曲線相比有變化，則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值。
6.根據(jù)權利要求I、2或3所述的處理方法，其特征在于，還包括在電子白板上拖拽函數(shù)曲線，包括如下步驟 根據(jù)該坐標系當前所有函數(shù)曲線判斷坐標邊界與被拖拽函數(shù)曲線的變化情況； 如果有變化則重設坐標系單位長度并更新坐標邊界的值。
7.根據(jù)權利要求I所述的處理方法，其特征在于，還包括對函數(shù)曲線的定義域開區(qū)間或閉區(qū)間進行設定。
8.根據(jù)權利要求7所述的處理方法，其特征在于，對函數(shù)曲線的定義域開區(qū)間進行設定，包括如下步驟 當定義域設定為左開區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的左邊界為初始值加上無窮小量； 當定義域設定為右開區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的右邊界為初始值減去無窮小量。
9.根據(jù)權利要求7所述的處理方法，其特征在于，對函數(shù)曲線的定義域閉區(qū)間進行設定，包括如下步驟 當定義域設定為左閉區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的左邊界為初始值；當定義域設定為右閉區(qū)間時，函數(shù)曲線在對應坐標軸上定義域的右邊界為初始值。
10.一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造系統(tǒng)，包括輸入檢測單元，用于檢測輸入的數(shù)據(jù)和指令； 其特征在于，該系統(tǒng)還包括 函數(shù)曲線建立單元，用于根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類,從而生成函數(shù)曲線； 坐標系建立單元，用于初始設置電子白板對應坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括坐標系單位長度設置單元，用于初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于電子白板的函數(shù)曲線的構造方法和系統(tǒng)。該方法包括根據(jù)輸入的函數(shù)表達式和初始參數(shù)來實例化電子白板中預存的函數(shù)曲線類，從而生成函數(shù)曲線；初始設置電子白板對應的坐標系單位長度，同時建立函數(shù)曲線和坐標系之間的對應關系，并基于初始設置電子白板對應坐標系單位長度獲得坐標邊界的值。本發(fā)明的方法和執(zhí)行該方法的系統(tǒng)可以在一個坐標系下顯示多個函數(shù)曲線，同時還可以增加、刪除、實時修改函數(shù)曲線，以及對函數(shù)曲線拖拽、平移等，增加了電子白板的交互性和實時性；在增加、刪除函數(shù)曲線、拖拽或平移函數(shù)曲線時，坐標系可以動態(tài)地按比例變化，可以更清晰、準確地顯示函數(shù)曲線在坐標系的位置。
文檔編號G06F9/44GK102841781SQ201110171308
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權日2011年6月23日
發(fā)明者楊良策 申請人:漢王科技股份有限公司