📄 ScanClass: как работает генератор уникальных карточек для опросов

Карточки — это сердце системы ScanClass, позволяющей мгновенно опрашивать класс. Каждый лист, который учитель распечатывает из приложения, — это продукт сложного технического процесса, который автоматически создает уникальные визуальные маркеры для каждого ученика и размещает их в удобном для использования формате. Эта функция лежит в основе удобства и эффективности всей платформы.

В этой статье мы разберем, как технически устроена эта система генерации, объясним ключевую технологию ArUco и покажем код, который превращает настройки учителя в готовый к использованию PDF-файл.

⚙️ Технологическая основа: Маркеры ArUco

Генерация карточек в ScanClass построена на технологии ArUco-маркеров. Это специализированные фидуциальные (служебные) маркеры, широко используемые в компьютерном зрении для задач позиционирования, дополненной реальности и робототехники.

Вот как они работают и почему идеально подходят для образовательных опросов:

• Уникальный идентификатор: Каждый маркер представляет собой черно-белый квадрат с уникальным внутренним бинарным рисунком. Это рисунок — его «лицо», по которому алгоритм ScanClass безошибочно определяет, какая именно карточка (и, соответственно, какой ученик) попала в кадр камеры.
• Надежное распознавание: Контрастные черные границы маркера значительно упрощают и ускоряют его обнаружение на изображении с камеры смартфона, даже в условиях обычного школьного класса.
• Простота для пользователя: Ученику не нужны гаджеты — достаточно повернуть напечатанную на обычной бумаге карточку нужной буквой (A, B, C, D) вверх. Технология делает всю остальную работу «за кулисами».

Именно эти маркеры генерируются в момент создания PDF с карточками.

🖨️ Процесс генерации: от настроек до PDF

Когда учитель в веб-интерфейсе ScanClass задает параметры (количество карточек, макет страницы, кастомный заголовок или инструкции) и нажимает «Скачать PDF», запускается следующая цепочка действий:

Подготовка данных: Сервер получает запрос с настройками. Важно, что система генерирует карточки динамически, «на лету», не сохраняя файлы на сервере после отправки пользователю. Это обеспечивает приватность и экономит ресурсы.

Создание уникальных изображений маркеров: Для каждой карточки (например, с ID от 1 до 60) функция на Python с использованием библиотеки OpenCV генерирует уникальное изображение ArUco-маркера. Вот упрощенный пример этого ключевого процесса:

# Пример кода, основанный на логике ScanClass
import cv2
import numpy as np

def create_aruco_card(card_id, size=500):
    # 1. Создание чистого белого "холста"
    image = np.ones((size, size, 3), dtype=np.uint8) * 255

    # 2. Выбор словаря маркеров (в ScanClass используется DICT_4X4_250)
    aruco_dict = cv2.aruco.getPredefinedDictionary(cv2.aruco.DICT_4X4_250)

    # 3. Генерация самого маркера с заданным ID
    marker_size = int(size * 0.8)
    marker_image = cv2.aruco.generateImageMarker(aruco_dict, card_id, marker_size)

    # 4. Размещение маркера в центре изображения
    # ... (код для точного позиционирования)

    # 5. Добавление букв (A, B, C, D) по краям карточки для ориентации
    # ... (код для рисования и поворота текста)

    return image

Компоновка PDF: Сгенерированные изображения маркеров помещаются на виртуальную страницу с помощью библиотеки ReportLab. Система учитывает выбранный макет:

Две карточки на листе (A4, альбомная ориентация): Оптимально для экономии бумаги. Между карточками добавляется пунктирная линия для удобства разрезания.

Одна карточка на листе (A4, книжная ориентация: Для создания карточек большего размера, которые лучше подходят для младших классов или для демонстрации.

Добавление служебной информации: На каждую карточку автоматически наносятся фиксированные элементы, которые учитель видит в превью перед генерацией: логотип «SCANCLASS», текст «КАРТОЧКА №X», а также пользовательский заголовок и инструкции, если они были заданы.

Финальный этап и отправка: Готовый PDF-файл временно сохраняется, отправляется в браузер учителя для скачивания, а затем удаляется с сервера. Учитель получает готовый к печати файл, содержащий ровно то количество уникальных карточек, которое он запросил.

🚀 Для чего создавалась эта функция

Эта система генерации была разработана для решения нескольких конкретных задач:

• Максимальная автоматизация: Учителю не нужно вручную нумеровать, рисовать или как-либо подготавливать карточки. Весь процесс занимает несколько секунд.
• Обеспечение анонимности и честности: Поскольку каждая карточка уникальна, система точно знает, кто как ответил, но при этом учитель может вести статистику по ученику, не требуя от детей публично объявлять свои ответы.
• Гибкость и адаптивность: Функция позволяет легко создавать новые наборы карточек для разных классов, групп или мероприятий, а также настраивать внешний вид под конкретные нужды.

Благодаря этому, процесс, который раньше требовал рутинной подготовки, становится быстрым, технологичным и безошибочным, освобождая педагогу время для самого главного — обучения и взаимодействия с классом.

Надеюсь, эта статья помогла вам понять, как устроен один из ключевых технических компонентов ScanClass.