結(jié)合筆壓的毛筆字筆鋒模擬方法
【專利摘要】結(jié)合筆壓的毛筆字筆鋒模擬方法應(yīng)用于手寫系統(tǒng)。本算法發(fā)明的主要目的在于分析不同毛筆字技法結(jié)合手寫板筆壓寫毛筆字時(shí)的筆鋒變化，并做不同的算法處理，達(dá)到真正的融合藝術(shù)感的毛筆字字體效果，而不是簡(jiǎn)單的手寫效果。本算法應(yīng)著重保護(hù)對(duì)于不同毛筆字技法所對(duì)應(yīng)的筆鋒實(shí)時(shí)生成模擬算法進(jìn)行保護(hù)。
【專利說(shuō)明】結(jié)合筆壓的毛筆字筆鋒模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該技術(shù)主要應(yīng)用于手寫系統(tǒng)，例如簽名，手寫藝術(shù)字，電子書法等，應(yīng)對(duì)需要實(shí)時(shí)顯示書寫效果的領(lǐng)域，【技術(shù)領(lǐng)域】涉及到了毛筆字技法的分析，這塊屬于藝術(shù)領(lǐng)域，系統(tǒng)模擬及搭建屬于軟件領(lǐng)域，主要領(lǐng)域應(yīng)為軟件領(lǐng)域，算法的目的在于創(chuàng)造可以實(shí)時(shí)寫出字體和字體對(duì)應(yīng)筆鋒效果的毛筆字，所以應(yīng)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)分支，屬于軟件領(lǐng)域，同時(shí)由于涉及到了藝術(shù)分析，所以也可以屬于數(shù)字藝術(shù)領(lǐng)域或者數(shù)字媒體【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]有技術(shù)多是非實(shí)時(shí)的，通過(guò)擴(kuò)散算法達(dá)到相應(yīng)的水墨效果，通常是先錄入筆跡，然后根據(jù)筆記進(jìn)行計(jì)算，最后生成圖片；另外也有實(shí)時(shí)的毛筆字算法，但是算法本身注重的是筆畫效果，而不是毛筆字本身整體的藝術(shù)感，不強(qiáng)化筆鋒，只能讓人看到覺(jué)得這是毛筆字，但是卻寫不出毛筆字相應(yīng)的技法效果，處于一種只有技術(shù)，沒(méi)有將藝術(shù)融合進(jìn)去的境地，并沒(méi)有分析不同字體應(yīng)有不同的筆鋒，不同技巧也應(yīng)有不同的處理方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本算法發(fā)明的主要目的在于分析不同毛筆字技法結(jié)合手寫板筆壓寫毛筆字時(shí)的筆鋒變化，并做不同的算法處理，達(dá)到真正的融合藝術(shù)感的毛筆字字體效果，而不是簡(jiǎn)單的手寫效果。
[0004]實(shí)時(shí)毛筆字模擬是有的，但是利用手寫板結(jié)合筆壓去模擬不同書法技巧下筆鋒變化的毛筆字系統(tǒng)是沒(méi)有的，本算法應(yīng)著重保護(hù)對(duì)于不同毛筆字技法所對(duì)應(yīng)的筆鋒實(shí)時(shí)生成模擬算法進(jìn)行保護(hù)。
[0005]程序整體流程圖如下圖1a:
[0006]1.結(jié)合筆壓的毛筆字筆鋒模擬方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]步驟101:獲取輸入數(shù)據(jù):通過(guò)獲取筆壓的設(shè)備，錄入書寫者的行筆軌跡。
[0008]每一次傳入的數(shù)據(jù)包中應(yīng)包括:(I)當(dāng)前筆壓Press，數(shù)值范圍是1_100，筆壓為O時(shí)表示沒(méi)有接觸到手寫板。
[0009]對(duì)于筆壓Press為O的數(shù)據(jù)時(shí)不進(jìn)行任何處理，繼續(xù)獲取下一個(gè)手寫板包數(shù)據(jù)。
[0010]同時(shí)所有筆壓都需要進(jìn)行重新計(jì)算，筆壓對(duì)應(yīng)函
【權(quán)利要求】
1.結(jié)合筆壓的毛筆字筆鋒模擬方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟101:獲取輸入數(shù)據(jù):通過(guò)獲取筆壓的設(shè)備，錄入書寫者的行筆軌跡； 每一次傳入的數(shù)據(jù)包中應(yīng)包括:(I)當(dāng)前筆壓Press，數(shù)值范圍是1-100，筆壓為O時(shí)表示沒(méi)有接觸到手寫板； 對(duì)于筆壓Press為O的數(shù)據(jù)時(shí)不進(jìn)行任何處理，繼續(xù)獲取下一個(gè)手寫板包數(shù)據(jù)； 同時(shí)所有筆壓都需要進(jìn)行重新計(jì)算，筆壓對(duì)應(yīng)函數(shù)其中X為輸入筆



I 100,Α.> 80壓，y為輸出筆壓， (2)當(dāng)前鼠標(biāo)坐標(biāo)Position[i]= (x,y), i=0~4,保留最少5個(gè)最新數(shù)據(jù)；5個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)產(chǎn)生4個(gè)向量，進(jìn)而計(jì)算出3個(gè)向量夾角: 手寫板實(shí)際還是操作鼠標(biāo)的移動(dòng)，所以實(shí)際傳入的是當(dāng)前鼠標(biāo)在屏幕中的像素坐標(biāo)，范圍寬度應(yīng)該是O-屏幕寬像素,高度為O-屏幕高像素； 當(dāng)某些手寫板像素坐標(biāo)使用的是(0-1，0-1)相對(duì)范圍，需要在數(shù)據(jù)處理模塊中進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 步驟102:處理輸入數(shù)據(jù):硬件設(shè)備只提供了兩種數(shù)據(jù):筆壓Press和位置Position ；其他衍生數(shù)據(jù)需要在處理模塊中進(jìn)行處理；· 具體詳細(xì)數(shù)據(jù)及計(jì)算方式如下: 幀間距離Dis:獲取兩個(gè)數(shù)據(jù)包中傳入的坐標(biāo)，按照兩點(diǎn)距離公式:Di_十算出距離，其中i=0~4，當(dāng)Dis的累加數(shù)據(jù)小于100，從O開始保存之前的五組數(shù)據(jù)，Dis數(shù)據(jù)初始值為-1，筆壓為O時(shí)清零Dis數(shù)據(jù)，全部賦初值-1 ;單位為:像素；x，y指的是像素坐標(biāo)； Dis的距離累加值DisCum小于100可能是設(shè)備不穩(wěn)定造成的，數(shù)據(jù)不能用； 距離累加值DisCum=Dis數(shù)組5個(gè)值的累加，用于在落筆階段判斷移動(dòng)距離是否超過(guò)了閾值；閾值為屏幕寬度的8% ； 當(dāng)前行筆方向夾角:記錄行筆軌跡轉(zhuǎn)過(guò)的角度，通過(guò)保留的5個(gè)坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)包，得出4個(gè)向量，進(jìn)而計(jì)算出角度，根據(jù)平面向量夾角公式:設(shè)兩向量分別為a=(ai，a2)，b=(bi，b2)，那么他們之間的夾角Ssjsff之后利用 arccos α即可得出夾角α ;按照順序依次存儲(chǔ)4個(gè)角度在數(shù)組中，數(shù)組初值為-1，代表沒(méi)有賦值； 行筆夾角累加值:數(shù)組中角度的累加，即五個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)筆畫轉(zhuǎn)過(guò)的角度； 記錄筆壓變化，兩次數(shù)據(jù)包之間的變化值，為正值說(shuō)明筆壓在增大，為負(fù)值說(shuō)明筆壓在減??； 圖像類型數(shù)組:為數(shù)組類型，每一個(gè)數(shù)組變量存儲(chǔ)一個(gè)筆刷圖像； 步驟103:分析輸入數(shù)據(jù):根據(jù)不同的落筆數(shù)據(jù)和抬筆數(shù)據(jù)做不同的算法處理；首先是筆的選擇，不同的筆對(duì)應(yīng)了不同的落筆墨點(diǎn)，在落筆的方式不同時(shí)要有不同的效果；落筆的效果通過(guò)顯示實(shí)驗(yàn)獲得； 根據(jù)筆壓的變化量進(jìn)行判斷，首先判斷筆壓Press從O到有數(shù)值，筆壓變化量PressDis為正值說(shuō)明是落筆過(guò)程，故在筆壓有數(shù)值的那個(gè)包的時(shí)間算起，1.5秒內(nèi)都強(qiáng)制進(jìn)入步驟103-1 ;筆壓變化量為負(fù)，最終筆壓為O則為提筆過(guò)程，進(jìn)入步驟103-2，其他情況進(jìn)入行筆步驟103-3 ； 步驟103-1:落筆過(guò)程判斷:落筆在毛筆書法中分兩大類，藏鋒和露峰，藏鋒中分為垂直落筆和筆尖環(huán)繞法藏鋒； 處理上分兩種情況，由幀間距離數(shù)組Dis來(lái)判斷，當(dāng)Dis五個(gè)數(shù)據(jù)累加值DisCum，超過(guò)閾值，閾值為屏幕像素寬度的8% ； 當(dāng)DisCum值超過(guò)閾值時(shí)，不需要更換筆刷，起筆階段按照選擇的筆型，隨機(jī)使用Pen數(shù)組中一個(gè)筆刷圖案作為筆刷，筆刷大小按照筆壓函數(shù)對(duì)應(yīng)的值變化即可； 當(dāng)DisCum沒(méi)有超過(guò)閾值時(shí)，判斷為垂直落筆的藏鋒，，那么每2個(gè)數(shù)據(jù)包就更換一次筆刷樣式； 當(dāng)前筆刷樣式需要在筆刷Pen類型中按照筆的分類，在分類下進(jìn)行隨機(jī)選取，每經(jīng)過(guò)兩個(gè)數(shù)據(jù)包當(dāng)前筆刷樣式就需要更換一次，直到落筆階段結(jié)束；轉(zhuǎn)到步驟104 ； 步驟103-2:提筆部分:提筆同樣分為露峰和藏鋒，藏鋒部分與行筆相同處理，提筆藏鋒時(shí)筆刷大小按照筆壓函數(shù)對(duì)應(yīng)的值減小即可； 提筆露峰分為兩種，第一種是正常的出峰，一種是折峰，具體算法為:判斷PenRCum夾角累加值，小于90就是正常的出峰，筆刷按照筆壓對(duì)應(yīng)函數(shù)減少即可； PenRCum值大于90就是折峰,對(duì)于折峰,從PenRCum超過(guò)90度的數(shù)據(jù)包開始計(jì)算，向前倒推，找到PenRCum值不足90度的點(diǎn)作為起始點(diǎn)，PenRCum超過(guò)90度后當(dāng)前點(diǎn)為第5號(hào)點(diǎn)，向前倒推不足90度的點(diǎn)為第2點(diǎn)，故從第2點(diǎn)開始，與后續(xù)所有數(shù)據(jù)包每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)包皆與起始點(diǎn)即2號(hào)點(diǎn)形成連線 三角形，后續(xù)數(shù)據(jù)包為3，4，5號(hào)點(diǎn)，那么形成的三星形為2，3，4和2，4，5兩個(gè)三角形，同時(shí)填充.形成厚重的折峰；轉(zhuǎn)到步驟104 ； 步驟103-3:，行筆期間按照筆壓大小，調(diào)整筆刷大小進(jìn)行排列即可；轉(zhuǎn)到步驟104 ； 步驟104:輸出:將整個(gè)圖像存儲(chǔ)成圖像顯示到屏幕上即可。
【文檔編號(hào)】G06F3/0488GK103823628SQ201310686612
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月15日
【發(fā)明者】林華, 李蔚然, 劉浩君 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)