HarmonyOS 5 直播课堂应用：师生实时手写互动（手机/平板/PC同步）

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​​1. 功能概述​​

​​分布式白板​​ 是 ​​HarmonyOS 5.1.0​​ 在在线教育场景下的核心能力之一，支持教师和学生在 ​​手机、平板、PC​​ 等多设备上实时同步手写批注，实现 ​​低延迟（<200ms）​​ 的互动教学体验。

​​核心能力​​

• ​​多设备协同​​：教师端批注实时同步至学生设备，支持 ​​双向互动​​。
• ​​低延迟渲染​​：基于 ​​软总线（SoftBus）​​ 和 ​​分布式数据管理​​ 优化传输效率。
• ​​多模态输入​​：支持 ​​触控笔、手指、键盘​​ 等多种输入方式。

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​​2. 技术实现（含关键代码）​​

​​2.1 设备发现与组网​​

使用 ​​@ohos.distributedHardware.deviceManager​​ 进行设备发现与连接：

import deviceManager from '@ohos.distributedHardware.deviceManager';

// 1. 初始化设备管理
let deviceList = [];
const SUBSCRIBE_ID = 1001;

deviceManager.createDeviceManager('com.example.whiteboard', (err, manager) => {
  if (err) {
    console.error('Failed to create device manager:', err);
    return;
  }
  manager.on('deviceFound', (data) => {
    console.log('New device found:', data.deviceName);
    deviceList.push(data.device);
  });
  manager.startDeviceDiscovery(SUBSCRIBE_ID); // 开始扫描附近设备
});

// 2. 连接目标设备（如教师平板→学生手机）
function connectToDevice(deviceId) {
  const CHANNEL_ID = 'whiteboard_channel';
  let softBus = new softBus.Channel(CHANNEL_ID, {
    onMessage: (data) => {
      console.log('Received annotation data:', data);
      renderAnnotation(data); // 渲染接收到的批注
    }
  });
  softBus.connect(deviceId); // 建立连接
}

​​2.2 白板数据同步​​

使用 ​​@ohos.distributedData​​ 实现批注数据实时同步：

import distributedData from '@ohos.distributedData';

// 1. 创建分布式键值数据库
let kvManager = new distributedData.KVManager('whiteboard');
let kvStore = kvManager.createKVStore('annotations');

// 2. 监听画板输入（教师端）
canvasElement.on('touchmove', (event) => {
  let stroke = {
    x: event.touches[0].x,
    y: event.touches[0].y,
    color: '#0000FF', // 蓝色批注
    width: 3,
    deviceId: getDeviceId() // 标记来源设备
  };
  kvStore.put('latest_stroke', JSON.stringify(stroke)); // 存储笔划数据
});

// 3. 学生端监听数据变化
kvStore.on('dataChange', (data) => {
  let stroke = JSON.parse(data.value);
  if (stroke.deviceId !== getDeviceId()) { // 避免本地回显
    renderStroke(stroke); // 渲染笔划
  }
});

​​2.3 低延迟渲染优化​​

通过 ​​端侧计算 + 增量同步​​ 减少数据传输量：

// 仅同步笔划增量数据（而非全画面）
let lastStroke = null;
canvasElement.on('touchmove', (event) => {
  let newStroke = { x: event.touches[0].x, y: event.touches[0].y };
  if (lastStroke) {
    let delta = { dx: newStroke.x - lastStroke.x, dy: newStroke.y - lastStroke.y };
    kvStore.put('stroke_delta', JSON.stringify(delta)); // 仅传输变化量
  }
  lastStroke = newStroke;
});

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​​3. 示例场景​​

​​场景：教师讲解数学题​​

1. ​​教师平板端​​：

   • 在几何题上画辅助线，批注数据通过 distributedData 实时同步。

2. ​​学生手机端​​：

   • 接收批注并渲染，同时可在自己的设备上添加疑问标记（如红色问号）。

3. ​​教师PC端​​：

   • 通过大屏幕展示全班学生的互动批注，统一讲解。

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​​4. 性能优化策略​​

​​4.1 数据压缩​​

• 使用 ​​Protocol Buffers​​ 替代 JSON 减少传输体积。

  import protobuf from '@ohos.protobuf';
  let schema = { strokes: [{ x: 'float', y: 'float', color: 'string' }] };
  let encoder = new protobuf.Encoder(schema);
  let binaryData = encoder.encode({ strokes: latestStrokes });
  

​​4.2 本地缓存​​

• 断网时暂存批注，网络恢复后自动同步。

  kvStore.enableBackup(true); // 启用本地备份
  

​​4.3 动态分辨率适配​​

• 根据设备性能调整渲染精度：

  function adjustResolution(deviceType) {
    if (deviceType === 'phone') return 1.0;
    if (deviceType === 'tablet') return 1.5;
    if (deviceType === 'pc') return 2.0;
  }
  

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​​5. 总结​​

通过 ​​HarmonyOS 5.1.0​​ 的分布式能力，分布式白板实现了：
✅ ​​多设备实时互动​​（延迟<200ms）
✅ ​​高效数据同步​​（增量更新+压缩传输）
✅ ​​灵活扩展​​（支持触控笔、AR标注等扩展功能）

​​适用场景​​：在线教育、远程会议、协同设计。

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