在線視力檢測平臺的設計與開發

宋少帥 曾錚 吳克

摘要：為解決傳統人工方式視力檢測成本高、驗光儀器設備價格昂貴，醫護人員短缺等問題，該研究設計并開發了在線視力檢測系統，該系統以實現自主視力檢測為開發目的，采用Spring Boot+Vue開發語言進行具體模塊功能的構建，測試者可根據制定的測試方案和規則進行視力檢測，測試結束后自動顯示視力值并進行視力評估，歷史記錄可查詢，具有檢測結果快、精度高、方便等優勢，為用戶的個人視力檔案提供移動的參考和數據支撐。

關鍵詞：在線視力;視力評估;Spring Boot;Vue;自主測試

中圖分類號：TP302.1? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）21-0057-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

近年來，人們對視力保護的關注度日益增加，傳統的視力檢測由醫生現場協助測試者對紙質視力表進行分辨，生成的檢測結果通過手工方式錄入，存在數據不精準、易丟失等問題[1]，目前醫院普遍使用驗光設備檢測視力，但也存在著設備價格昂貴、操作專業性強、需現場檢查等難題，通常人們在視力存在一定問題后才會前往醫院進行檢測，可能會錯過最佳的矯正期，因此，如何精準、便捷地進行視力檢測成為迫切的需求。

預防視力下降最好的方法是不定期地進行視力檢測，了解自身的視力情況并加以調整生活習慣，保護視力健康。為實現讓用戶在無醫生指導下即可自助進行視力檢測操作，本系統通過模塊功能的設計開發，模擬醫生的現場操作，通過手機掃碼變為遙控器，自助進行視力測試，操作簡單、測試結果可記錄保存，同時該系統管理后臺可同步顯示用戶測試數據，便于管理，讓人們足不出戶就能檢測自己和家人的視力，定期關注自身的視力情況，改變傳統視力檢測不及時的弊病，為視力普查和視力保護提供一定的便捷性。

2 系統設計思路

2.1 系統功能需求

本平臺的開發是為用戶提供自主視力檢測為目的，根據視力表GB11533-2011國家標準[2-3]創建判斷規則，通過軟件開發結合硬件設備進行具體功能的實現，免費為用戶提供測視力服務。系統具備如下功能：

1）系統的視標類型分為E視力表和招飛C視力表[4]，測試距離分為2.5米和5米，可根據不同需求進行選擇，在測試視力時能夠出現上下左右等不同缺口方向的視標，測試者通過手機遙控器選擇對應的方向鍵來完成測試。E視標的設計圖和尺寸分別如圖1、圖2所示。

2）測試者對遙控器的方向鍵進行選擇后，系統能夠與視標的原本方向進行對比并給出判斷結果，每輪顯示的視標大小通過5局3勝制的規則，正確率超過3次則顯示小一號視標，反之則顯示大一號的視標重新進行判斷;

3）當判斷均正確時，系統能根據判斷規則顯示到最小號視標直到測試結束，系統自動顯示測試者的視力值并進行視力評估[5];

4）測試者可查詢歷史測試記錄，并通過圖表形式進行直觀的呈現，每次完成測試后圖表都會自動進行數據的分析，形成個人視力檢測檔案，幫助用戶分析個人視力變化趨勢。

2.2 系統性能需求

平臺在視力檢測時，視標大小要按照國家標準來顯示，需對其進行校準完成后方可進入測試環節，用戶手機遙控器選擇對應的結果后顯示屏需實時更新視標，這也對系統的精度以及時間特性有了更高的需求。同時，系統提供了自助和協助兩種測試方式，在靈活性上也滿足一定的要求[6-8]。

本系統后臺接口采用Spring Boot開發，用戶界面的框架通過Vue來構建，服務器采用nginx進行部署來實現前后端的對接。系統開發運行的硬件環境：CPU： AMD Ryzen 5 4600H with Radeon Graphics 3.00 GHz;硬盤：512G 固態;運行內存：16G ;軟件環境：WebStorm、IntelliJ IDEA;操作系統： Windows10 家庭中文版;數據庫： MySQL 8.0。服務器端環境：帶寬：5M;硬盤：40G;內存：2GB;操作系統：Centos7。

2.3 校準流程分析

視標的顯示標準按照五倍一分的原理進行設計，可以得到不同距離（5米和2.5米）對應視標的尺寸，由于不同電腦的屏幕分辨率和顯示方式均不同，視力標大小的顯示精度也會受到一定的影響。而視標的大小是按照固定尺寸進行設計的，為解決這一難題，則需要引入媒介來獲取用戶的顯示器數據，通過屏幕校準來實現視標大小尺寸的標準化呈現[9]。校準流程如圖3所示。

2.4 總體方案設計

系統總體設計是完成系統結構、數據、過程和界面的設計，通過對系統的功能需求以及校準流程等進行分析，在線視力檢測平臺主要包含屏幕校準模塊，測試方案模塊，測試模塊，數據管理與分析等模塊功能，不同的用戶身份分配不同的權限。普通用戶登錄平臺后，首先通過屏幕校準進入選擇測試方案，然后進行視力測試環節，待測試結束，用戶可對個人的數據進行增刪改查和數據分析等操作，管理員可對地區、用戶人數、最近使用次數等數據進行統計[10]。其總體框架設計如圖4所示。

3 系統設計與實現

3.1 模塊功能設計

本系統主要以用戶的身份進行權限的劃分，主要分為管理員和普通用戶，采用結構化設計每個模塊的具體功能。在用戶模塊中，用戶可通過賬號密碼或驗證碼登錄，同時還設有訪客登錄模式，但訪客登錄是無法查看歷史記錄的，測試者成功后即可進入屏幕校準頁面，完成校準后選擇測試方案，可選擇不同的視標類型和測試距離，測試模式分為自助模式和協助模式，自助模式使用手機掃描二維碼后在測試環節可作為遙控器使用，通過設定的測試規則直至測試結束，顯示測試結果并進行視力評估，用戶還可對歷史數據進行查詢和記錄個人視力表[11]。用戶模塊流程如圖5所示。

管理員模塊是實現后臺管理的重要角色，登錄過程中除了對管理員身份進行識別外還需對管理權限進行判斷，根據不同的權限進入相應的頁面，管理員可對用戶信息、角色管理、用戶留言建議等進行操作，統計地區、用戶人數、最近使用次數等信息，還具有發布文章、上傳視頻等功能。管理員模塊流程如圖6所示。

3.2 數據庫設計

本系統采用MySQL數據庫，涉及的數據庫表較多，以下是主要兩個數據庫表：

3.3 系統實現

客戶端使用Vue語言開發，調用后臺接口獲取數據并渲染，主要包含：首頁、產品介紹、新聞資訊、視頻介紹、獲取幫助等內容。測試者以網頁端的形式訪問，在屏幕校準和測試方案選擇后進入自助測試環節，測試者可在電腦屏幕或者手機的遙控器上選擇點擊認為正確所對應的按鈕來判斷，每輪的視標大小以5局3勝制的規則進行小一號或者大一號顯示，若判斷均正確則根據判斷規則顯示到最小號視標直到測試結束，頁面直接顯示測試者的視力值，并且已登錄用戶可進入個人信息中心查詢歷史測試記錄。E標測試頁面及用戶數據管理頁面分別如圖7、圖8所示。

后臺管理主要包含以下幾個功能模塊，首頁是對系統用戶進行的大數據統計展示;用戶模塊包含管理員的權限分配功能、用戶信息查看和單個用戶測試記錄查看功能、在線咨詢留言的查看和回復功能以及查看所有用戶測試數據記錄;文章和視頻模塊：管理員可以對客戶端的新聞資訊和視頻介紹進行添加、修改和刪除操作。后臺管理及用戶數據匯總頁面分別如圖9、圖10所示。

4 結束語

為實現用戶自助檢測視力，本研究設計并開發了在線視力檢測平臺，用戶通過手機或者電腦以網頁形式訪問即可進行視力檢測，具有檢測結果快速、便捷、精度高等特點，歷史視力數據以圖表的方式直觀明了地顯示，平臺易于操作和管理。本系統為實現便捷精準的視力檢測提供技術支撐，讓人們足不出戶就能檢測自己和家人的視力。

參考文獻：

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[9] 何啟莉，何家峰，郭娟.用于自動視力檢測的手勢識別方法研究[J].信息技術與網絡安全，2021，40（3）：32-37，47.

[10] 許劍銳，何偉浩，葉銘銘.自助式視力檢測儀器的設計[J].智能計算機與應用，2017，7（1）：114-116.

[11] 撖芃芃.一種動態視力檢測裝置[J].長春工業大學學報，2015，36（5）：503-507.

【通聯編輯：謝媛媛】