畢業(yè)設(shè)計(論文)-基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

PAGE基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)周婧玄中圖分類號：TP319UDC分類號：004.42基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 作者姓名 周婧玄 學(xué)院名稱 軟件學(xué)院 指導(dǎo)教師 王崇文副教授 答辯委員會主席 陸耀教授 申請學(xué)位級別 工程碩士 學(xué)科專業(yè) 軟件工程 學(xué)位授予單位 北京理工大學(xué) 論文答辯日期 2013年6月DesignandImplementationofVisualStimulationSystemBasedonMobilePlatform CandidateName：JingxuanZhouSchoolorDepartment: SchoolofSoftwareFacultyMentor:A.P.ChongwenWangChair,ThesisCommittee：Prof.YaoLuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：SoftwareEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2013基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)北京理工大學(xué)研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明本人完全了解北京理工大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；③學(xué)校可允許學(xué)位論文被查閱或借閱；④學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的,復(fù)制贈送和交換學(xué)位論文；⑤學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）。簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：北京理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文PAGE62摘要視覺訓(xùn)練是一種提高視覺功能和視覺表現(xiàn)的個性化治療，有助于視覺的更好發(fā)育。視覺刺激系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的視覺訓(xùn)練與多媒體技術(shù)相結(jié)合，引入動畫、音頻、視頻等動態(tài)媒體，使用戶可以交替或同時利用多個感覺通道來感知外界信息，提高了用戶接收信息的效率。隨著手機、平板電腦已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，Android操作系統(tǒng)也成為了目前最受歡迎的移動操作平臺之一?；贏ndroid平臺下的軟件的操作更加簡便、界面更加豐富，用戶可以更快捷、方便地學(xué)習(xí)和娛樂。目前現(xiàn)有的視覺刺激系統(tǒng)只適用于臺式計算機或筆記本，交互操作主要是利用鼠標(biāo)和鍵盤，這對于兒童來說，操作不方便，難于記憶。本課題的研究目的是設(shè)計與實現(xiàn)一款基于Android移動平臺的針對學(xué)齡兒童的視覺刺激系統(tǒng)。系統(tǒng)主要功能包括三種訓(xùn)練方式：描點、連線、畫圖；三種訓(xùn)練級別的選擇、七種動態(tài)背景方式的選擇、背景顏色的變換、背景空間頻率的變換、移動速度的變換，以及歷史成績查詢、背景音效、成績計算等輔助功能。本文首先介紹了刺激系統(tǒng)和Android技術(shù)的研究背景，然后深入研究了Android操作系統(tǒng)、Android平臺下的圖形繪制和顯示等相關(guān)內(nèi)容。對比目前主流的視覺刺激系統(tǒng)的功能進行了需求分析，之后提出了基于MVC的總體架構(gòu)設(shè)計，對每個功能模塊進行了詳細設(shè)計，并對關(guān)鍵功能的實現(xiàn)進行了詳細的描述，之后對系統(tǒng)的運行進行了截圖說明。論文最后對課題的研究成果與未來展望進行了全面的總結(jié)。關(guān)鍵詞：視覺刺激；Android；移動平臺；MVC

AbstractVisualtrainingisapersonalizedtreatmenttoimprovevisualfunctionandvisualperformance,andcontributetothebetterdevelopmentofthevisual.Visualstimulationsystemisacombinationofthetraditionalvisualtrainingandmultimediatechnology,theintroductionofdynamicmediasuchasanimation,audio,video,sothatuserscanalternatelyorsimultaneouslyusemultiplesensorymodalitiestoperceiveexternalinformation,andimprovetheefficiencyofinformationuseraccepts.Withmobilephones,tabletcomputershavebecomenecessitiesofdailylife,theAndroidoperatingsystemhasalsobecomeoneofthemostpopularmobileoperatingplatform.SoftwaresbasedontheAndroidplatformiseasiertooperate,anditsinterfaceisricher.Userscanmorequicklytolearnandentertainment.Theexistingvisualstimulationsystemonlyappliestodesktopcomputerorlaptop,interactivemodemainlyusethemouseandkeyboard.Itisinconvenient,anddifficulttorememberforchildren.ThepurposeoftheresearchprojectsisdesignningandimplementingavisualstimulationsystembasedontheAndroidmobileplatformforschool-agechildren.Themainfeaturesofthesystemincludeachoiceofthreetrainingmethods,suchas:tracingpoint,connection,drawing;choiceofthreelevelsoftraining;sevendynamicbackgroundmodeselection,thetransformationofthebackgroundcolor,background,spatialfrequencytransform,themovingspeedofthetransformation,aswellasbackgroundsound,performancecalculationandotherauxiliaryfunctions.FirstthispaperintroducestheresearchbackgroundofthestimulationsystemandAndroidtechnology,andin-depthstudyoftheAndroidoperatingsystem,Androidplatformgraphicsrendering.Comparethesystemrequirementsanalysisofcurrentmainstreamvisualstimulation.AfterthepaperpresentstheoverallarchitecturebasedonMVC,foreachfunctionmoduleisdesignedindetail.Afterdescribingindetailtheimplementationofkeyfunctions,theoperationofthesystemdescribedforascreenshot.Finally,papersummarizesresultsofresearchtopicsandfutureprospects.KeyWords:VisualStimulation；Android；MobilePlatform；MVC

目錄TOC\o"2-3"\h\z\u\t"標(biāo)題1,1"第1章緒論 11.1課題的研究背景 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.2.1視覺刺激系統(tǒng) 21.2.2移動平臺技術(shù) 61.3課題研究的內(nèi)容 9第2章主要技術(shù)研究 102.1Android系統(tǒng)簡介 102.2Android編程技術(shù) 122.3本章小結(jié) 13第3章視覺刺激系統(tǒng)需求分析 143.1功能需求 143.1.1主界面功能需求 153.1.2各功能詳細需求 163.2性能需求 193.3運行環(huán)境需求 203.4本章小結(jié) 21第4章視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計 224.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 224.2主界面UI設(shè)計 244.2.1功能描述 244.2.2技術(shù)關(guān)鍵 254.3設(shè)置界面的設(shè)計 274.3.1功能描述 274.3.2技術(shù)關(guān)鍵 274.4業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計 294.4.1參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 304.4.2資源存儲設(shè)計 314.4.3圖像繪制設(shè)計 324.4.4觸擊事件設(shè)計 364.4.5邏輯判斷設(shè)計 364.4.6評分機制設(shè)計 394.5數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 394.5.1功能描述 394.5.2技術(shù)關(guān)鍵 394.6本章小結(jié) 41第5章視覺刺激系統(tǒng)的實現(xiàn) 425.1系統(tǒng)視圖類圖 425.2背景方式的實現(xiàn) 425.3訓(xùn)練方式的實現(xiàn) 495.3.1描點方式的實現(xiàn) 505.3.2連線方式的實現(xiàn) 505.3.3畫圖方式的實現(xiàn) 515.3.4標(biāo)準(zhǔn)圖的實現(xiàn) 525.4本章小結(jié) 52第6章視覺刺激系統(tǒng)的運行 536.1界面操作 536.2訓(xùn)練方式 536.3背景方式 55結(jié)論 58參考文獻 59致謝 61

圖索引TOC\h\z\c"圖"圖1.1平板電腦 7圖3.1系統(tǒng)界面參考圖 14圖3.2程序流程圖 15圖3.3主界面功能 16圖3.4設(shè)置界面功能 17圖4.1系統(tǒng)內(nèi)部層次圖 22圖4.2系統(tǒng)控制層 24圖4.3Android中UI元素類的擴展結(jié)構(gòu) 25圖4.4系統(tǒng)視圖 26圖4.5AdapterView層次結(jié)構(gòu) 28圖4.6ArrayAdapter適配器設(shè)計 29圖4.7業(yè)務(wù)邏輯流程 30圖4.8描點方式原理圖 37圖4.9連線方式邏輯判斷 38圖4.10連線方式原理圖 38圖4.11數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建維護幫助類 40圖4.12數(shù)據(jù)庫操作類 40圖4.13MainActivity和DBProvider之間的工作流程圖 41圖5.1系統(tǒng)類圖 42圖5.2背景方式類圖 43圖5.3背景方式一實現(xiàn)效果 44圖5.4背景方式二實現(xiàn)效果 45圖5.5背景方式原理圖 45圖5.6背景方式三實現(xiàn)效果 46圖5.7背景方式四實現(xiàn)效果 46圖5.8三角掃描圖形繪制原理 47圖5.9背景方式五實現(xiàn)效果 47圖5.10背景方式六實現(xiàn)效果 48圖5.11背景方式七實現(xiàn)效果 49圖5.12訓(xùn)練方式類圖 49圖6.1主界面與設(shè)置界面 53圖6.2描點方式與描點方式運行界面 54圖6.3連線方式與連線方式運行界面 54圖6.4畫圖方式與畫圖方式運行界面 55圖6.5背景方式一與背景方式二界面 55圖6.6背景方式三與背景方式四界面 56圖6.7背景方式五與背景方式六界面 56圖6.8背景方式七界面 57緒論課題的研究背景隨著科學(xué)的發(fā)展，越來越多的視覺資源也隨之出現(xiàn)，人們對視覺質(zhì)量的要求也顯得日益迫切。但是很多人群尤其是兒童因為弱視等視覺功能障礙，表現(xiàn)為視覺質(zhì)量下降、學(xué)習(xí)困難、很難從事某種工作等方面。如果能找到治療視覺康復(fù)治療的新方法來改善這些異常的視覺功能，將會有利于積極改善視覺質(zhì)量[1]。要改善視覺功能，需要通過一定的視覺訓(xùn)練。而視覺刺激是視覺訓(xùn)練的關(guān)鍵部分，視覺刺激通硬件或軟件兩種方式在計算機顯示器或電視機上進行實現(xiàn)。用硬件方式實現(xiàn)視覺刺激產(chǎn)生視覺刺激信號的話，就要選用單片機這種方式了。這種方式的優(yōu)點是性能比較穩(wěn)定，缺點是如果要修改界面或功能時，就要改變設(shè)置，重新設(shè)計電路，很不方便?？紤]到這一缺點，人們提出由軟件的方法產(chǎn)生視覺刺激信號，這種方式就是軟件編程的方式[2]。視覺刺激多媒體技術(shù)應(yīng)用先進的電腦多媒體技術(shù)將各種傳統(tǒng)的弱視治療方法提升到一個新的平臺，應(yīng)用先進的多媒體高科技技術(shù)手段，科學(xué)地運用神經(jīng)系統(tǒng)早期干預(yù)理論，通過各種刺激模式，激活視覺通道[3]。考慮到兒童的特點，視覺訓(xùn)練加入了明快的音樂，生動的界面設(shè)計，寓教于樂，使兒童在歡愉的氣氛中得到視覺、聽覺、手、眼等的刺激，交互性的界面使得兒童更加集中注意力，并且操作簡單，兒童也可操作，訓(xùn)練中可隨兒童喜歡畫面隨時更換使枯燥的訓(xùn)練變生動起來，在很大程度上解決了家長陪練的負(fù)擔(dān)，為弱視兒童提供了一個理想的治療方法，從而提高療效。目前手機、平板電腦已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵贰?yīng)用于這些平臺上的兒童教育、娛樂、益智類軟件也應(yīng)用而生。如果將計算機上的應(yīng)用移植到移動平臺下，讓用戶不再受位置、條件等約束，不需要使用電腦就可以使用訓(xùn)練系統(tǒng)無疑是一種創(chuàng)新。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀視覺刺激系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代以來，美、英、澳大利亞等國家興起了成人、青少年和兒童視覺健康和眼保健，并且形成了“貝茨療法”等得到廣泛傳播的眼保健方面的理論和實踐方法體系，在澳大利亞還成立了關(guān)于“自然視覺改善法視力訓(xùn)練營”的商業(yè)化連鎖經(jīng)營體系。但是在國外采用多媒體手段的視覺訓(xùn)練的產(chǎn)品目前并不多見，均處于剛剛起步的階段。我國是近視高發(fā)地區(qū)，近視發(fā)生率為全世界第二位，近視人口為世界第一位。國內(nèi)現(xiàn)有從事眼保健與視覺質(zhì)量改善的企業(yè)有數(shù)十家，但絕大多數(shù)企業(yè)的眼保健產(chǎn)品和手段科技含量和技術(shù)水準(zhǔn)仍停留在較低的水平。由于行業(yè)不成熟，技術(shù)門檻過低，功效不穩(wěn)定等等因素，導(dǎo)致了社會的質(zhì)疑和反感，甚至影響了行業(yè)的發(fā)展。眼保健技術(shù)是眼科學(xué)的一個分支，眼科界近年來推崇近視弱視防治環(huán)境化、趣味化、玩具化、娛樂化、游藝化，這將使視覺健康訓(xùn)練多媒體系統(tǒng)擁有了廣闊的開發(fā)空間和升級空間。從推廣趨勢來看，我國的眼保健產(chǎn)業(yè)的鏈條的發(fā)展一定將會被青少年兒童近視的發(fā)生現(xiàn)狀所帶動，為眼保健產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造相當(dāng)大的市場機會。因此視覺健康訓(xùn)練多媒體系統(tǒng)會有很廣闊的推廣應(yīng)用前景。目前主流視覺刺激系統(tǒng)有以下幾種：增視能視覺刺激系統(tǒng)此視覺刺激訓(xùn)練通過使用例如：條柵、正弦波、棋盤格、螺旋線等各種刺激模式，可以達到改善視網(wǎng)膜細胞的感光能力的目的，最大功效地刺激視網(wǎng)膜細胞。除此之外，增視能視覺訓(xùn)練為了使弱視眼患者的視力在短期內(nèi)就有顯著的提高改善，結(jié)合了最新科研成果，為條柵等各種不同刺激模式增加了不同的色彩對比度的選擇、不同的空間頻率對比度的選擇。CAM視覺刺激：這種刺激法的刺激源是使用不同頻率的黑白條柵或黃白條柵和綠白條柵，在不同方位上的不同空間頻率和不同對比度的光柵使弱視眼獲得刺激，使得中樞細胞增強發(fā)育，進而提高了視力。后像訓(xùn)練：為了使視力黃斑區(qū)得到功能上的亢進，通過強光來抑制視力的非敏感區(qū)，這樣一來有助于提高視力和糾正偏心注視在后像形成期間的訓(xùn)練。紅光閃爍刺激：波長是640nm的紅光是黃斑區(qū)錐細胞最為敏感的波長，因此當(dāng)弱視眼收到了這樣紅光波長的刺激，會有使視力得到提高。綜合CAM視覺刺激、后像訓(xùn)練和紅光閃爍刺激這幾種方法，增視能訓(xùn)練系統(tǒng)運用認(rèn)知心理學(xué)理論及方法、神經(jīng)早期干預(yù)理論及方法和神經(jīng)生理學(xué)的方法，對大腦神經(jīng)系統(tǒng)進行刺激訓(xùn)練，在二次投射的條件下對手、眼和大腦的協(xié)調(diào)訓(xùn)練，通過結(jié)合電腦技術(shù)，研制開發(fā)出的多媒體智能化訓(xùn)練系統(tǒng)，極大地激發(fā)兒童的興趣。除此之外，立體視訓(xùn)練和獨特的雙眼融合，不僅能鞏固弱視治療的效果，還可以縮短療程提高療效。通過進行合理的訓(xùn)練使得不同類型的弱視患者均提高了他們得的視覺能力[4]。視琦多媒體治療系統(tǒng)視琦多媒體治療系統(tǒng)借鑒了當(dāng)前美國、法國、英國、德國等國家流行的兒童視覺認(rèn)知法，匯聚國內(nèi)外教育學(xué)、視覺科學(xué)、眼科學(xué)、兒童認(rèn)知學(xué)、計算機科學(xué)、視光學(xué)、多媒體科學(xué)等多領(lǐng)域知名專家精心設(shè)計。運用當(dāng)代最新計算機虛擬視線技術(shù)模擬多種不同反差和空間頻率的刺激模式，并利用多媒體視覺優(yōu)勢使這種治療方法更加趣味化，符合兒童心理特征，將過去枯燥無味的弱視治療比恩成了集治療、娛樂、智力開發(fā)，于一體的趣味化視覺訓(xùn)練治療系統(tǒng)。通過多種刺激模式：條柵、正弦波、裂隙光、棋盤格、螺旋線，甚至一些藝術(shù)作品的畫面等波形及光譜以及一些特殊的視覺信號。刺激視覺通道，增強視網(wǎng)膜細胞對光的敏感性和反應(yīng)能力；輔以手、眼、軀體協(xié)調(diào)運動，能加速視覺神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)速度，從而顯著提高弱視眼視力,促進大腦神經(jīng)的發(fā)育。從上世紀(jì)60年代開始采用CAM、遮蓋、紅光刺激、后像等治療方式來治療弱視，一直沿用至今，這些方法針對弱視治療固然有效，但普遍存在枯燥、趣味性不強、療程長等缺陷，患兒無法持久、主動參與到弱視治療中，致使療效不佳，最終導(dǎo)致我國的弱視人群居高不下并有逐年上升的趨勢。視覺眼多維訓(xùn)練系統(tǒng)視覺眼多維訓(xùn)練系統(tǒng)的主要功能：1、提高弱視患者的視力與視覺功能；2、進行輕度斜視的矯治；3、進行斜視手術(shù)后視覺功能的恢復(fù)；4、增強和完善視功能障礙患者的視覺功能；5、緩解視覺疲勞；6、提升視覺技巧。視覺眼多維訓(xùn)練系統(tǒng)的主要特點：1、包含數(shù)百種不同空間頻率、不同時間頻率、不同色度變換的梯度視覺刺激模式，可以滿足各種程度患者的個性化治療需求；2、具有近百種不同眼球運動機制、不同視覺精度要求、不同操作難度級別的趣味性人機互動模式，能滿足不同年齡患者的認(rèn)知發(fā)展需要和不同程度患者的針對性治療需求；3、擁有個性化的診療平臺，患者和醫(yī)生可以隨時查閱病歷，醫(yī)生可以及時根據(jù)患者的治療進度調(diào)整訓(xùn)練方案；4、設(shè)置有智能化的監(jiān)管系統(tǒng)，醫(yī)務(wù)人員可以透過系統(tǒng)監(jiān)督指導(dǎo)所有患者的治療，并對患者的疑問及時作出反應(yīng)。這些主流視覺刺激系統(tǒng)功效主要有以下幾點：注意力和反應(yīng)速度訓(xùn)練功能：該系統(tǒng)主要用于對兒童的兩種功能的協(xié)調(diào)訓(xùn)練，一是兒童的注意力，注意力是兒童進行各種心理活動的必要條件，注意力的質(zhì)量和持續(xù)時間直接影響兒童學(xué)習(xí)活動的質(zhì)量和時間有的兒童學(xué)習(xí)速度緩慢，作業(yè)完成緩慢，或存在疏忽、遺忘、毛糙等特點，原因是注意力的質(zhì)量不高。二是兒童的反應(yīng)速度。該訓(xùn)練主要是針對兒童的這兩個特征而設(shè)計的。這些方面存在問題，兒童的學(xué)習(xí)會出現(xiàn)問題，這樣的孩子經(jīng)常遺忘事情，經(jīng)常忘記做作業(yè)，做事的時候經(jīng)常出現(xiàn)差錯。上課的時候跑神或做小動作。通過每天10分鐘的訓(xùn)練，這些情況會有特別明顯的改善。適宜范圍：多動兒童，注意力不集中兒童，一般兒童的注意力強化訓(xùn)練，一般兒童的抑制能力訓(xùn)練。黃斑色覺刺激訓(xùn)練功能：該訓(xùn)練系統(tǒng)是精細視覺刺激辨別訓(xùn)練，其功能主要有下面幾個：1、提高視網(wǎng)膜核心部位黃斑的興奮水平和色彩分析的敏感性；2、提高兒童分別些微刺激的能力；3、提高兒童使用視覺信息進行復(fù)雜思維的能力。通過強化訓(xùn)練，這些方面的功能都會突飛猛進。適宜范圍：視覺辨別能力提高，視力提高，視覺性思維能力訓(xùn)練動作控制訓(xùn)練功能：視覺結(jié)構(gòu)臨摹訓(xùn)練是傳統(tǒng)的動作控制訓(xùn)練方式，其基本原理是訓(xùn)練兒童的空間定位以及與此有關(guān)的空間配合能力。既要訓(xùn)練兒童的空間辨別能力，又要訓(xùn)練兒童的空間概括和動作協(xié)調(diào)能力，是一個具有實際意義的綜合注意訓(xùn)練項目。其突出功能是提高兒童的大腦抑制功能，提高兒童動作控制的能力，提高兒童的空間定向和思維能力。適宜范圍：多動兒童，注意力不集中兒童，兒童的大腦抑制功能強化訓(xùn)練。平面心理旋轉(zhuǎn)功能訓(xùn)練功能：這是一種特殊的心理旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練，訓(xùn)練兒童在心理上對物體進行空間操作的能力。研究表明，心理旋轉(zhuǎn)的能力是兒童空間或形象思維的核心。通過特別設(shè)計，該訓(xùn)練可以對兒童的這種心理旋轉(zhuǎn)能力進行專門訓(xùn)練，其訓(xùn)練效果特比突出。同時這樣的訓(xùn)練具有明顯的挑戰(zhàn)性，兒童會樂此不疲。適宜范圍：兒童心理旋轉(zhuǎn)功能特異訓(xùn)練。觀察力與平面心理旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練功能：該訓(xùn)練通過特殊處理，可以使兒童在輕松愉快的狀態(tài)獲得如下功能的訓(xùn)練。1、心理旋轉(zhuǎn)功能訓(xùn)練。心理旋轉(zhuǎn)功能就是兒童在心理上操作空間物體的能力，這種能力是兒童形象思維的核心；2、提高兒童視覺分辨能力，視覺信息精確匹配能力；3、提高兒童的手眼協(xié)調(diào)和配合能力。適宜范圍：心理旋轉(zhuǎn)特異性訓(xùn)練，多動兒童的訓(xùn)練，防止弱視的視覺訓(xùn)練手眼協(xié)調(diào)與反應(yīng)速度訓(xùn)練功能：該訓(xùn)練系統(tǒng)對兒童3大心理功能有突出的訓(xùn)練效果：1、手眼協(xié)調(diào)功能。兒童的手眼協(xié)調(diào)功能是完成學(xué)習(xí)任務(wù)的必要條件，這種功能的強化可以提高兒童學(xué)習(xí)效率；2、動作控制功能。兒童的興奮性水平偏高，而抑制能力發(fā)展滯后，該訓(xùn)練可以提高兒童的抑制功能，提高兒童對動作的控制能力，從而防止多動行為的出現(xiàn)。同時也可以對已經(jīng)形成的多動行為進行控制；3、反應(yīng)速度提高。身心反應(yīng)速度是兒童以后完成各種任務(wù)的前提，兒童時期是這種訓(xùn)練的關(guān)鍵期。適宜范圍：學(xué)習(xí)效率提高，多動控制訓(xùn)練，反映速度提高訓(xùn)練大腦抑制功能與注意力集中訓(xùn)練功能：用于對兒童4大心理功能的專門訓(xùn)練：1、空間思維和計劃能力。這種能力是影響兒童學(xué)習(xí)計劃性和創(chuàng)新水平的重要因素；2、手眼協(xié)調(diào)能力。兒童的手眼協(xié)調(diào)功能是完成學(xué)習(xí)任務(wù)的必要條件，這種功能的強化可以提高兒童學(xué)習(xí)效率；3、動作控制功能。兒童的興奮性水平偏高，而抑制能力發(fā)展滯后，該訓(xùn)練可以提高兒童的抑制功能，提高兒童對動作的控制能力，從而防止多動行為的出現(xiàn)。同時也可以對已經(jīng)形成的多動行為進行控制；4、注意力集中能力。訓(xùn)練可以突出改善兒童注意力，防止注意力的分散。適宜范圍：創(chuàng)新能力訓(xùn)練，多動控制，注意力提高訓(xùn)練移動平臺技術(shù)平板電腦平板電腦是一種小型且攜帶方便的個人電腦。它主要的輸入設(shè)備為觸摸屏上軟鍵盤輸入或語音輸入，現(xiàn)在也有很多平板電腦可以外接鍵盤。平板電腦的特點：1、平板電腦具有觸摸識別的液晶屏和可用手寫輸入的電磁感應(yīng)筆。平板式電腦結(jié)合了移動通信、移動娛樂和移動商務(wù)等特點，除了無線網(wǎng)絡(luò)通信功能還有有手寫識別功能，可以稱的上是上網(wǎng)本的終結(jié)者。2、按照結(jié)構(gòu)設(shè)計分類，平板電腦可分為“可變式平板電腦”和“純平板電腦”，對比圖如圖1.1所示。這兩種平板電腦的區(qū)別是“可變式平板電腦”是集成鍵盤的，“純平板電腦”是外接鍵盤，一些應(yīng)用軟件內(nèi)建于這些平板式電腦中，用戶通過在屏幕上進行書寫就可以向計算機輸入手繪圖形或文字。圖STYLEREF1\s1.SEQ圖\*ARABIC\s11平板電腦3、平板電腦按其觸摸屏的不同，一般可分為電阻式觸摸屏跟電容式觸摸屏。電阻式觸摸一般為單點，而電容式觸摸屏可分為2點觸摸，5點觸摸及多點觸摸。隨著平板電腦的普及，在功能追求上也越來越高，傳統(tǒng)的電阻式觸摸已經(jīng)滿足不了平板電腦的需求，特別是在玩游戲方面，要求越來越高，所以平板電腦必然需要用多點式觸摸屏才能令其功能更加完善。平板電腦操作系統(tǒng)1、Android操作系統(tǒng)Android是基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)。2005年由Google收購并開發(fā)改良，于2007年11月5日宣布的操作系統(tǒng)。Google的介入，Android的強勢發(fā)展都引起了人們極大的關(guān)注，它聯(lián)合多家無線應(yīng)用領(lǐng)域的廠商，組成了現(xiàn)在Android這個開放式移動平臺。同時Android也是首個基于移動終端的完整的、開放的移動軟件。因為Android系統(tǒng)的開放和免費，使它成為了最容易被選用的手機操作系統(tǒng)。現(xiàn)在Android操作系統(tǒng)從智能手機發(fā)展到了到平板電腦平臺。2、蘋果iOS操作系統(tǒng)iOS采用UNIX架構(gòu)，是由蘋果公司為iPhone開發(fā)的操作系統(tǒng)，主要用于iiPad、Phone和iPodtouch。并且為iPhone、iPodTouch和iPad的系統(tǒng)版本一直在不斷更新。iOS系統(tǒng)具有良好的用戶體驗和相當(dāng)多的應(yīng)用軟件，受到了用戶的極大支持，市場占有率一路飆升。這是因為，在iPad之前的iPhone經(jīng)過多年的改進，技術(shù)已經(jīng)很成熟了，才吸引了眾多的手機愛好者。3、WebOS操作系統(tǒng)WebOS作為PalmOS的繼任者，它于2009年6月6日正式發(fā)布。該系統(tǒng)界面非常友好，還增加了觸控體驗。該系統(tǒng)的重點是能同時處理多個現(xiàn)在任務(wù)，還有將Web2.0和在線社交網(wǎng)絡(luò)一體化。但是與其他幾種操作系統(tǒng)相比較，最明顯的缺點就是因為剛剛開始使用的，WebOS4、WindowsMobile操作系統(tǒng)WindowsMobile操作系統(tǒng)是具有革命性的操作系統(tǒng)，它源自于Windows桌面系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了高效的工作環(huán)境。它的很多操作都與在PC機上的使用相同，因而使得人們操作更加簡單和更加快捷。因為它有著桌面應(yīng)用的血脈，備受大量用戶的歡迎。5、Symbian操作系統(tǒng)Symbian操作系統(tǒng)多年來一直是得到用戶廣泛認(rèn)可的智能手機。并且長期處于霸主的地位。這種操作平臺的優(yōu)點是很容易上手的平臺，因此使用人群也很廣泛，各種軟件應(yīng)用游戲也有很多。但是缺點是安裝軟件需要有手機證書，顯然與Android對比，不夠開放。因此Symbian目前也因為Android和iPhone受到了很大的沖擊?；趯χ案鞣N主流移動平臺開發(fā)技術(shù)的了解與分析，Android操作系統(tǒng)有以下幾點優(yōu)勢：開源Android系統(tǒng)是開源的，“開源”是用于描述那些源碼可以被公眾使用的軟件，并且此軟件的使用、修改和發(fā)行也不受許可證的限制。Android操作系統(tǒng)的開源意味著開放的平臺允許任何移動終端廠商加入到Android聯(lián)盟中來。因為Android的開源，專業(yè)人士可以利用開放的源代碼來進行二次開發(fā)，打造出個性化的Android。例如中國的MIUI就是基于Android2.3原生系統(tǒng)深度開發(fā)的Android系統(tǒng)，其與原生系統(tǒng)相比有了較大的改動。而且開放性可以縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。如此一來跟有利于Android的發(fā)展。給用戶更高的自由度Android操作系統(tǒng)給予了用戶跟高的自由度，熟悉Android的都清楚：用戶可以根據(jù)自己的喜好來設(shè)置手機界面，Android的應(yīng)用市場甚至上還有各式各樣的啟動器來供用戶自己選擇，讓自己的手機與眾不同。例如，用戶要是喜歡HTC的操作界面，便馬上可以在應(yīng)用市場上找到，甚至還能模仿iOS的界面。相比于iOS操作系統(tǒng)，iPhone手機只有一成不變的手機界面，不能對其進行更改。選擇多樣化由于Android的開放性，眾多的廠商為了迎合大眾會推出層出不窮的新產(chǎn)品。迄今為止，以Android為操作系統(tǒng)的機型已經(jīng)達到了幾十上百種。但是這些功能、機型上的差異不會影響到數(shù)據(jù)的同步、軟件的兼容等等。這樣便給了消費者更多地購機選擇。這一優(yōu)勢是iOS、BlackberryOS當(dāng)今主流操作系統(tǒng)所不能比擬的。綜合以上優(yōu)點，采用Android移動開發(fā)技術(shù)完成視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。課題研究的內(nèi)容本課題研究的主要內(nèi)容是設(shè)計和實現(xiàn)一款應(yīng)用于Android平板設(shè)備針對于學(xué)齡兒童的視覺刺激系統(tǒng)。通過對Android平臺的研究，將其轉(zhuǎn)變?yōu)锳ndroid平臺下移動設(shè)備的應(yīng)用。主要研究Android平臺下的圖形繪制、顯示及分析等相關(guān)內(nèi)容。第一章為緒論，介紹了課題研究的背景和意義，對相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了一個簡要的分析，包括視覺刺激系統(tǒng)和移動平臺的發(fā)展。第二章深入研究了Android系統(tǒng)，對Android系統(tǒng)進行了簡單介紹，對圖形繪制和數(shù)據(jù)庫的技術(shù)進行了一定的介紹。第三章剖析了基于移動平臺的視覺刺激系統(tǒng)的需求，從功能需求、性能需求、界面需求和運行需求這四方面進行了闡述。第四章是需求的基礎(chǔ)上，對視覺刺激系統(tǒng)進行了設(shè)計，包括總體設(shè)計，從UI設(shè)計、圖形設(shè)計等方面進行闡述，然后對各個功能模塊進行了一一設(shè)計。第五章對系統(tǒng)的關(guān)鍵實現(xiàn)點進行了闡述，包括布局框架的實現(xiàn)，訓(xùn)練方式的實現(xiàn)和背景方式的實現(xiàn)。第六章描述了系統(tǒng)的運行，對刺激系統(tǒng)所實現(xiàn)的主要功能進行了截圖描述。最后對課題研究成果做了一個簡要的總結(jié)，總結(jié)了本課題的創(chuàng)新點，闡述了課題目前還存在的問題，提出了對后續(xù)工作的計劃和展望。下面，介紹一下關(guān)于Android移動開發(fā)技術(shù)的主要研究內(nèi)容以及涉及到的一些關(guān)于視覺刺激技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。主要技術(shù)研究Android系統(tǒng)簡介Android是一個專門針對移動設(shè)備的軟件集，它包括一個操作系統(tǒng)，中間件和一些重要的應(yīng)用程序。AndroidSDK提供了在Android平臺上使用Java語言進行Android應(yīng)用開發(fā)必須的工具和API接口。Android的主要特性有：1、應(yīng)用程序框架支持組件的重用與替換2、Dalvik虛擬機專為移動設(shè)備優(yōu)化3、集成的瀏覽器基于開源的WebKit引擎4、優(yōu)化的圖形庫包括定制的2D圖形庫，3D圖形庫基于OpenGLES1.05、SQLite用作結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲6、多媒體支持包括常見的音頻、視頻和靜態(tài)圖像格式（如MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG，GIF）7、豐富的開發(fā)環(huán)境包括設(shè)備模擬器，調(diào)試工具，內(nèi)存及性能分析圖表，和Eclipse集成開發(fā)環(huán)境插件Android應(yīng)用程序的構(gòu)成通常由四個部分來構(gòu)建一個完整的Android應(yīng)用程序。分別是：Activity、IntentReceiver、Service和ContentProvider[5]。1、Activity即行為Activity是Android組件之一，它是四個部分中唯一一個用戶可以看得見的組件。因為Activity就是界面，通常一個程序中會包含多個Activity，這些Activity的關(guān)系可能并不大，它們關(guān)系松散的存在于程序內(nèi)。但是它們中必須有一個主Activity，這個主Activity就是當(dāng)程序啟動時首先顯示出來的界面。程序中任意Activity可以任意調(diào)用另一個Activity，但是當(dāng)一個Activity被調(diào)用啟動了，之前的Activity就會停止。但是這個Activity并沒有被銷毀，而是被壓入了一個棧，這個棧叫做BackStack。是棧的話就會符合“后進先出”的原則，當(dāng)完成當(dāng)前的Activity點擊返回時，當(dāng)前的Activity就會出棧并且銷毀。之前的Activity會被恢復(fù)。每次創(chuàng)建Activity都要創(chuàng)建一個繼承自Activity的子類。在這個子類中會用到涉及Activity全生命周期的多種狀態(tài)。它分別是創(chuàng)建、停止、恢復(fù)和銷毀。其中最重要的兩個方法是onCreate()和onPause()方法。onCreate()其實就是起到了函數(shù)初始化的作用，如果是第一次創(chuàng)建Activity，onCreate()里調(diào)用onStart()，如果不是第一次創(chuàng)建則調(diào)用onRestart()方法。onPause()是當(dāng)另一個Activity被調(diào)用，離開當(dāng)前的Activity時使用，但不一定必要要實現(xiàn)。2、IntentReceiver即目的接收器IntentReceiver多為對外部事件做處理，它沒有UI界面。IntentReceiver與服務(wù)類似，相當(dāng)于Activity的秘書。接受事件，然后啟動Activity，接收外部的Intent，與此同時為Activity打理各種事務(wù)，并通知Activity。用戶要使用目的接收器(IntentReceiver)，就要在AndroidManifest．xml中進行注冊。注冊方法是使用Context對象調(diào)用registerReceiver()方法。當(dāng)IntentReceiver被觸發(fā)時，相對應(yīng)的應(yīng)用程序就會被系統(tǒng)所調(diào)用。之后需要重載onReceiveIntent()這個方法，從這個函數(shù)開始到結(jié)束就是IntentReceiver整個IntentReceiver的生命周期3、Service即服務(wù)Service是一種運行在后臺的服務(wù)。它不同于Activity，在后臺運行自然沒有UI界面，只是一段代碼。例如媒體播放器在播放音樂，這是你想要開啟其他功能，但是還希望同時能繼續(xù)聽到音樂，這時就需要在后臺開啟一個Service來繼續(xù)媒體播放器。還有一點是Service和其他程序一樣運行在主線程中，因此一些耗時的操作盡量不要放入主線程中，可以開啟子線程進行操作。Service分為兩種，一種叫LocalService即本地服務(wù)，另一種叫RemoteService即遠程服務(wù)。本地服務(wù)調(diào)用Context.startService()用于程序內(nèi)部。遠程服務(wù)調(diào)用Context.unbindService()用于系統(tǒng)程序之間。本服務(wù)的生命周期的調(diào)用順序如下：onCreate()、onStart()、Servicerunning、context.stopService()最后調(diào)用onDestroy()。遠程服務(wù)調(diào)用順序如下：onCreate()、onBind()、Servicerunning、、onUnbind()最后調(diào)用onDestroy()。4、ContentProvider即內(nèi)容提供者ContentProvider是一種跨應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的方式。這里需要知道在Android應(yīng)用程序中，任何數(shù)據(jù)都是私有的，不論是保存在文件中，還是SQLite中都是不能被共享的。但是在某些情況下需要調(diào)用其他程序的數(shù)據(jù)，為了實現(xiàn)這一功能，Android開發(fā)了ContentProvider類來實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的功能。ContentProvider類之下提供了很多不同的標(biāo)準(zhǔn)方法的接口，以便不同的應(yīng)用來讀取或存儲本ContentProvider類的數(shù)據(jù)類型。外界是看不到ContentProvider的，但是這不重要，因為外界可以通過這一系統(tǒng)的接口對程序的數(shù)據(jù)進行讀取或刪除操作。Android編程技術(shù)這里介紹5種關(guān)于Android的存儲數(shù)據(jù)方式1、SharedPreferences存儲Android提供的SharedPreferences這種存儲方式，是一種輕量級的存儲方式。之所以稱之為輕量級是因為，它只能對一些類似于配置信息的數(shù)據(jù)進行存儲。不過正因為這種特點，那些不需要對數(shù)據(jù)進行復(fù)雜操作的程序可以使用這種方式更為簡捷。需要知道的是SharedPreferences它本身只能進行數(shù)據(jù)的讀取，不支持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲和修改。數(shù)據(jù)的修改需要借助Editor對象來實現(xiàn)。SharedPreferences實現(xiàn)存儲的步驟如下：首先要根據(jù)上下文獲取SharedPreferences對象。之后通過edit()方法來獲取Editor對象，然后將鍵值對數(shù)據(jù)存儲到Editor對象中，最后調(diào)用commit()方法提交數(shù)據(jù)[6]。2、文件存儲文件存儲方式即文件（I/O）存儲方法是一種極為常用的方法。特點是用于存儲大數(shù)量的數(shù)據(jù)，缺點是更新數(shù)據(jù)困難。文件存儲方式主要使用openFileInput()和openFileOutput()兩種方法。openFileInput()的描述是打開應(yīng)用程序的輸入流，openFileOutput()的描述是打開應(yīng)用程序的輸出流。3、網(wǎng)絡(luò)存儲前面介紹的存儲方式都是將數(shù)據(jù)存儲在本地設(shè)備上的，還有一種方式是通過網(wǎng)絡(luò)獲取和存儲數(shù)據(jù)的。需要調(diào)用WebService所返回的數(shù)據(jù)或是解析HTTP協(xié)議來實現(xiàn)Android與網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互。4、ContentProvider存儲在ContentProvider存儲方式下，想要從其他應(yīng)用程序中共享數(shù)據(jù)，首先要建一個類來繼承ContentProvider，重寫一個方法用來提供數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)的。除了使用ContentProvider存儲，用其他方法也可以達到這種共享，但是數(shù)據(jù)訪問方式會有所不同。只有使用ContentProvider共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的訪問方式才會統(tǒng)一。5、SQLite數(shù)據(jù)庫存儲最常使用的存儲方式就是SQLite數(shù)據(jù)庫了。SQLite是一種輕型數(shù)據(jù)庫，有五種數(shù)據(jù)類型，分別為：空值(NULL)、整數(shù)(INTEGER)、浮點數(shù)(REAL)、字符串(TEXT)和大數(shù)據(jù)(BLOB)。Android系統(tǒng)提供了一個名為android.database.sqlite的包，用于對SQLite數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除和查找等功能，對應(yīng)的操作方法為：insert()、delete()、update()和query()。除此之外還可以直接使用execSQL()和rawQuery方法進行數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除和查找等功能，這是為了熟悉SQL語法的程序員而言的。Android畫圖方式關(guān)于Android中的畫圖方法，我們介紹兩種：Graphics和Canvas。1、GraphicsGraphics是一個核心渲染包，它提供了一些初級的圖形工具，如：images、colors、shapes和animation等畫圖操作，這些操作是已經(jīng)在Android實現(xiàn)的。通過使用這些簡單的操作可以實現(xiàn)一些圓形、矩形、線段等等簡單的形狀，也可以畫圖一些簡單的圖畫，如人物等。這樣的畫圖方式的原理是將Graphics放置于視圖中，不是通過我們具體繪制，而是系統(tǒng)對Graphic調(diào)用，進行繪制。但是這種方式只能實現(xiàn)很簡單的2D圖畫，想要實現(xiàn)更高品質(zhì)的圖畫是不太可能的。2、CanvasCanvas同樣也是用來繪制2D圖形的，但是與Graphics不同的是Canvas中有很多API，這些接口都是用來進行畫圖操作的。主要由四個部分組成：位圖、畫板、初始圖形和Paint。位圖包含像素，畫板包含繪畫內(nèi)容，可以寫入位圖；初始圖形如：Rect、Bitmap、text等；Paint用來描述初始圖形的顏色和類型等。需要特別說的是Canvas有兩種，View和SurfaceView。在性能方面，SurfaceView要優(yōu)于View。SurfaceView是使畫圖通過線程繪制的，而View需要應(yīng)用程序進行刷圖，性能相對于SurfaceView更低。因此SurfaceView可以用來繪制更高品質(zhì)的畫圖，View則用來實現(xiàn)簡單的2D圖形的繪制。本章小結(jié)本章中對課題研究實現(xiàn)中涉及到的相關(guān)技術(shù)進行了簡單的介紹，主要包括對Android系統(tǒng)的簡介和Android編程技術(shù)的相關(guān)介紹。視覺刺激系統(tǒng)需求分析在介紹完Android平臺技術(shù)之后，本文將詳細介紹視覺刺激系統(tǒng)的需求分析。經(jīng)過對Android操作系統(tǒng)、Android應(yīng)用程序的開發(fā)的學(xué)習(xí)；對Android移動設(shè)備特性的研究；對現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)視覺刺激系統(tǒng)的對比研究，設(shè)計了一套適用于Android移動設(shè)備的功能。主要從功能需求、性能需求和環(huán)境運行需求幾個方面進行分析。在接下來的分析中將分別闡述上述需求。功能需求這里以主流視覺刺激系統(tǒng)界面圖為參考如圖3.1所示。系統(tǒng)主界面主要包括一些系統(tǒng)設(shè)置操作和繪圖操作區(qū)。設(shè)置操作為訓(xùn)練操作的具體設(shè)置，分別為“訓(xùn)練方式”、“訓(xùn)練級別”、“背景方式”、“前景色”、“背景色”、“空間頻率”、“移動速度”和音效開關(guān)、訓(xùn)練開關(guān)等設(shè)置。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s11系統(tǒng)界面參考圖首先進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，如：訓(xùn)練方式、訓(xùn)練級別、背景方式、前景色、背景色、空間頻率等。然后點擊開始訓(xùn)練，此時繪圖區(qū)域背景方式進行動態(tài)變化，用戶即可進行訓(xùn)練方式的操作，對所選的圖畫進行臨摹操作。操作完畢后系統(tǒng)會給出得分。操作流程如圖3.2所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s12程序流程圖主界面功能需求主界面作為應(yīng)用的導(dǎo)航功能，是整個應(yīng)用的基礎(chǔ)。主界面的呈現(xiàn)應(yīng)以簡潔、清晰的組織形式架構(gòu)出程序的主體，實現(xiàn)對其他功能模塊組織和調(diào)度。主界面應(yīng)提供分層、分類的組織形式：以合理的形式將其他功能模塊分類、分層次地組織起來，讓用戶能從主界面中快速、方便和準(zhǔn)確地定位到自己所需的其他功能子模塊?？紤]到Android平板移動設(shè)備的屏幕顯示尺寸較小，如果將所有操作功能均放置于主界面，不利于操作，嚴(yán)重影響與用戶的交互性。因此需要將系統(tǒng)主要分為主界面和設(shè)置界面兩個界面。主界面主要進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，設(shè)置界面即可進行訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置。主界面分為功能選擇區(qū)域和繪圖顯示區(qū)。功能選擇區(qū)域可進行時間控制、訓(xùn)練開啟、關(guān)卡選擇、音效開關(guān)、分?jǐn)?shù)顯示、歷史查詢和參數(shù)設(shè)置頁面跳轉(zhuǎn)等功能。繪圖顯示區(qū)分為背景圖的顯示和關(guān)卡的顯示。主界面功能如圖3.3所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s13主界面功能各功能詳細需求主界面功能選擇模塊：1、提供“時間控制”的功能根據(jù)臨床分析，患者治療時間不是無限，治療效果也會因時間有所差異，因此系統(tǒng)需要對訓(xùn)練時間有所限制，提醒用戶在規(guī)定時間完成訓(xùn)練，使得訓(xùn)練效果達到最佳。2、提供“訓(xùn)練啟動”的功能系統(tǒng)的設(shè)計要人性化。進入系統(tǒng)后，需要設(shè)置開啟訓(xùn)練功能，才能引起繪圖區(qū)的運行。3、提供“關(guān)卡選擇”的功能系統(tǒng)因為關(guān)卡較多。用戶在相同難度級別的關(guān)卡中并不需要按照順序完成訓(xùn)練。因此系統(tǒng)需要設(shè)置“上一關(guān)”、“下一關(guān)”的人性化選擇選項，可按用戶需要隨意選擇關(guān)卡，不必順序進行。4、提供“音效開關(guān)”的功能臨床實踐證明，在訓(xùn)練時加入某些背景音樂會使得訓(xùn)練效果有所提高，使得整個過程不再枯燥，更能引起兒童的興趣，從而使其集中注意力。5、提供“分?jǐn)?shù)顯示”的功能為了鼓勵用戶完成訓(xùn)練任務(wù)。系統(tǒng)需設(shè)置分?jǐn)?shù)顯示功能。當(dāng)用戶完成當(dāng)前關(guān)卡的訓(xùn)練，系統(tǒng)會根據(jù)一定得計算公式給出所得成績。通過比較分?jǐn)?shù)的不同，使得用戶更加投入訓(xùn)練，達到更理想的效果。6、提供“歷史查詢”的功能為了方便用戶比較一段時期內(nèi)的訓(xùn)練效果，提供歷史成績的查詢功能。該功能包含訓(xùn)練時間，訓(xùn)練時長、訓(xùn)練方式、背景方式、成績等內(nèi)容。將每一次的操作完成的訓(xùn)練成績存入數(shù)據(jù)庫。繪圖顯示功能系統(tǒng)需要設(shè)計顯示訓(xùn)練圖形的功能。此功能需要具備圖形背景的同時，用戶可以進行關(guān)卡的訓(xùn)練。提供“參數(shù)設(shè)置”的功能參數(shù)設(shè)置功能是系統(tǒng)的核心所在。系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的不同需求，提供不同的設(shè)置參數(shù)，所需的參數(shù)如圖3.4所示。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s14設(shè)置界面功能1、提供“訓(xùn)練方式”的選擇根據(jù)目前幾種通過醫(yī)學(xué)臨床研究的刺激系統(tǒng)的研究內(nèi)容。系統(tǒng)需要提供三種難度不同的訓(xùn)練方式。在不同視力階段進行不同難度方式的訓(xùn)練，使得視力得到提高。這三種訓(xùn)練方式分別為描點方式、連線方式和畫圖方式。這三種訓(xùn)練方式的圖形繪制結(jié)構(gòu)均來自兒童簡筆畫圖形如圖3.5所示。提供“描點方式”的功能這種方式難度相對較低。即通過提供一組較為簡單的幾何圖形如圖3.5中第一個幾何圖形所示，每個幾何圖形由若干個相同大小的圓形區(qū)域間隔連接繪制而成。每個幾何圖形是一個關(guān)卡。用戶要做的就是描繪這個圓點，通過這樣的方式刺激視網(wǎng)膜，提高視力。提供“連線方式”的功能這種方式難度適中。即通過提供一組有規(guī)則的幾何圖形，兒童簡筆畫的圖形，每個圖形如若干個相同大小的圖形區(qū)域間隔連接繪制而成。每個圖形是一個關(guān)卡。與描點方式不同的是，連選方式需要用戶將其中任意兩點用直線連接起來，這樣就會形成一定得圖形。當(dāng)然不同的連接方式也會產(chǎn)生不同的圖形。系統(tǒng)需要提供標(biāo)準(zhǔn)的圖形答案來共參考，使得用戶訓(xùn)練更加有目標(biāo)性，參照性。所得成績也會根據(jù)正確答案對比來計算。提供“畫圖方式”的功能這種方式難度最高。即通過提供一組兒童簡筆畫的圖形如圖3.5所示，每個圖形不再是由圓點間隔繪制而是由連貫的曲線連成。每個圖形是一個關(guān)卡。需要用戶沿著圖形的軌跡描繪該圖形。圖3.5兒童簡筆畫2、提供“訓(xùn)練級別”的選擇因為不同的用戶視力情況會有不同。因此需要提供三種不同的訓(xùn)練級別。分為一級，二級和三級。一級難度為視力為0.2以下的用戶使用，二級難度為視力在0.3到0.5之間的用戶使用，三級難度為視力在0.6以上的用戶使用。每種級別分別提供30個關(guān)卡[7]。3、提供“背景方式”的選擇在傳統(tǒng)的CAM刺激和紅光刺激等模式上加以改進和創(chuàng)新，通過多種刺激模式，如條柵、正弦波、裂隙光、棋盤格、螺旋線，甚至一些藝術(shù)作品的畫面等波形及光譜以及一些特殊的視覺信號刺激視覺通道。能有效的控制光刺激的強度，達到快速提高視力的功效。根據(jù)這一醫(yī)學(xué)臨床原理。系統(tǒng)需提供幾種背景圖以供選擇，開始訓(xùn)練后，進行描點、連線或是畫圖等訓(xùn)練方式的同時交替使用不同的背景圖。4、提供“前景色、背景色“的選擇根據(jù)不同視覺刺激的需要，背景方式在一段時間后可以進行前景色和背景色的變換，系統(tǒng)需要提供幾種不同的顏色，以供變換。5、提供“空間頻率“的選擇空間頻率的范圍值為1-10之間，1為最低空間頻率，10為最高空間頻率。根據(jù)用戶的適應(yīng)為準(zhǔn)，進行一段時間內(nèi)的空間頻率的變換。6、提供“移動速度”的選擇移動速度分為慢、中、快三級，根據(jù)用戶的適應(yīng)為準(zhǔn)，進行一段時間內(nèi)的移動速度的變換。性能需求人機交互性1、人機交互的自然性。利用手寫筆或手指與平板設(shè)備交互，這樣使得這個過程更加自然，更加人性化。2、人機交互的雙向性。人機交互的雙向性是指，使用者可以通過計算機或多媒體呈現(xiàn)給我們的東西做出選擇或控制，反之，計算機和多媒體也會對我們的選擇做出相應(yīng)的反應(yīng)。在這一過程中，我們不是可以主動選擇，這與傳統(tǒng)的單一的媒體有了極大的區(qū)別。3、人機交互的直觀性。人機交互的直觀性就是人看到的即視覺通道，如動畫，視頻，聽到的即聽覺通道如音頻，如果加入了這些元素，就會使交互的形式得到擴充，使交互的過程更加地生動自然[8]。響應(yīng)性就是讓用戶感到程序使用靈敏。用戶的每一次操作都應(yīng)該得到快速反饋，在Android平臺中，所有界面的操作、渲染都是由UI線程來完成，因此一些比較阻塞的操作應(yīng)該由單獨的線程來完成在[9]。那些響應(yīng)性不好的程序會經(jīng)常彈出“ApplicationNotResponding”這樣的致命消息。在正常情況下，Android程序會在一個單線程里運行，在主線程里超過一段時間就會導(dǎo)致彈出ANR對話框。因此，任何主線程的方法都不能進行很復(fù)雜的處理，例如，Activity對象在它的關(guān)鍵生命周期函數(shù)里不能處理太多，如onCreate()和onResume()，對于某些事件，要使用一個Handler去處理。在調(diào)用主線程的其他方法時，應(yīng)用程序應(yīng)該避免在BroadcastReceivers中長時間運行操作和運算，應(yīng)該避免在一個IntentReceiver上開始一個Activity[10]。實用性因為平板電腦觸摸屏尺寸相對于臺式計算機、筆記本較小，如果將所有功能項都放置于主界面中，頁面顯示的功能控件設(shè)計過于集中、控件較小，不便于選擇。這樣影響功能的實現(xiàn)，與用戶交互性太差。故設(shè)計中要尤其考慮手機用戶的實用性，考慮用戶的實際需求。運行環(huán)境需求運行平臺：Androidplatform2.1及以上；顯示屏分辨率：1024×768。系統(tǒng)的運行環(huán)境如表3.1所示。表3.1系統(tǒng)運行環(huán)境項目要求備注操作系統(tǒng)Windows7—硬件設(shè)備LENOVO筆記本臺電P85平板電腦處理器：2.27GHz內(nèi)存：2.00G處理器：1GHz內(nèi)存：1.00G軟件JavaJDKEclipse3.5ADTAndroidSDKjdk-6u24-windows-i586eclipse-jee-helios-SR2-win32ADT20.0.0android-sdk_r04-windows本章小結(jié)本章主要對本次課題中將要設(shè)計實現(xiàn)的視覺刺激系統(tǒng)進行了需求分析。主要從功能需求、性能需求和運行環(huán)境需求進行詳細闡述。功能需求分為主界面的功能和個功能模塊的功能需求。功能需求主要包括訓(xùn)練方式的選擇、背景方式的選擇這兩大功能，在功能需求中不僅考慮到了主要的系統(tǒng)功能還涉及到了一些輔助功能，如成績的計算、歷史查詢等。通過這些主體功能與輔助功能的整合，功能性和操作性的兼顧，將為用戶提供一個功能強大、體驗良好的視覺刺激系統(tǒng)。視覺刺激系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)采用MVC架構(gòu)設(shè)計。MVC(Model-View-Controller)中M是指邏輯模型，V是指視圖模型，C則是控制器。使用MVC的目的是將M和V的實現(xiàn)代碼分離，從而使同一個程序可以使用不同的表現(xiàn)形式，而C存在的目的則是確保M和V的同步，一旦M改變，V應(yīng)該同步更新。本系統(tǒng)遵循MVC架構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)內(nèi)部層次圖如圖4.1所示。下面結(jié)合圖4.1所示對系統(tǒng)內(nèi)部層次進行具體分析，通過對每一層架構(gòu)的設(shè)計的描述得出本系統(tǒng)對MVC架構(gòu)的實現(xiàn)[11]。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s11系統(tǒng)內(nèi)部層次圖視圖層（View）：視圖層包括主界面和設(shè)置界面，界面的描述均采用XML文件，這樣使用的好處是可以方便的引入。Android很好地將顯示層抽離，并放入"res/"目錄中以XML的形式體現(xiàn)。雖然對于控件屬性修改可以通過代碼完成，但還是推薦將控件的屬性在XML中設(shè)置為佳，遇到動態(tài)修改的內(nèi)容再采用硬編碼的方式。這樣增加了程序的可讀性，也有利于軟件后期的維護。系統(tǒng)XML文件放置于res目錄下的layout目錄、values目錄和drawable目錄下[12]。1、layout存放布局文件：main.xml為主界面布局文件、setting_layout.xml為設(shè)置界面布局文件、spinner_layout.xml為Spinner容器控件布局文件。2、values存放常量文件：strings.xml、styles.xml、arrays.xml用來存放數(shù)組、顏色、尺寸、字符串和樣式。3、drawable存放使用的圖片文件。4、anim存放已編譯的動畫文件。5、raw存放未編譯的原始文件。控制層（Controller）：系統(tǒng)控制層即為MainActivity，MainActivity重載自Activity。系統(tǒng)控制層是視圖層與模型層的“溝通層”，Activity將很多任務(wù)交予Model業(yè)務(wù)邏輯層處理，在Acitivity中只寫很少的代碼，這樣做是因為如果將盡量多的代碼都寫入Activity文件，那樣應(yīng)用的層次會更加簡潔，但是這樣做帶來最明顯的缺點就是過分的耦合。當(dāng)需要對一個方法或者一個布局進行更改時，由于層與層之間的過分耦合，那么你將面對的是“牽一發(fā)而動全身”的修改過程。另外一個原因是，不這樣做的話程序就很容易被回收掉，因為Acitivity的響應(yīng)時間只有5s，太多操作放在Activity中的話就會相當(dāng)耗時。通過對視圖層控件的監(jiān)聽機制捕獲了用戶的操作狀態(tài)和輸入數(shù)據(jù)，將這些狀態(tài)信息交給模型層進行處理。除了這些操作，視圖層還會啟動一些服務(wù)，這些服務(wù)會引起一些特定功能的監(jiān)聽，一并交給模型層處理。之后模型層通過內(nèi)部計算得出結(jié)果，再交由控制層?？刂茖痈鶕?jù)內(nèi)部控制機制修改相應(yīng)視圖層的控件屬性值，達到更改呈現(xiàn)結(jié)果的目的，最終實現(xiàn)與用戶的交互。關(guān)于控制層的控制機制如圖4.2所示。模型層（Model）：Model層進行的主要處理包括對數(shù)據(jù)庫的操作、對網(wǎng)絡(luò)等的操作，還有最重要的業(yè)務(wù)計算等操作也是由模型層進行處理的[13]。就是應(yīng)用程序中二進制的數(shù)據(jù)。模型層主要分為以下三大塊內(nèi)容。1、參數(shù)設(shè)置：訓(xùn)練方式設(shè)置、訓(xùn)練級別設(shè)置、背景方式設(shè)置、前景色和背景色設(shè)置、空間頻率設(shè)置、移動速度設(shè)置、關(guān)卡設(shè)置和音效設(shè)置。2、數(shù)據(jù)調(diào)用：包括參數(shù)的調(diào)用、圖片資源的調(diào)用、音頻的調(diào)用。3、業(yè)務(wù)邏輯：圖形繪制、觸擊事件、判斷功能和評分功能。模型層主要功能是進行數(shù)據(jù)封裝和功能封裝。這里的數(shù)據(jù)主要來源為坐標(biāo)集合數(shù)據(jù)、圖片資源數(shù)據(jù)和音樂資源數(shù)據(jù)。圖S