一种数字墨水手写笔迹美化的方法技术

本发明专利技术公开一种数字墨水手写笔迹美化的方法，包括如下步骤：S1：根据宽度模型计算点的宽度；S2：使用贝塞尔曲线进行优化；S3：在笔锋处进行收笔处理；S4：根据笔迹宽度直接渲染；S5：通过雨滴拼接进行轮廓填充。本发明专利技术通过捕捉到用户的输入信息，对其进行宽度建模，并且对轨迹进行平滑处理与轨迹延伸呼应，达到书法的效果，在保留用户书写风格的基础上，对其手写字体进行实时的轨迹美化与半实时的轮廓美化，针对普通无压感的设备和有压感的特殊设备均适用。

【技术实现步骤摘要】
一种数字墨水手写笔迹美化的方法
本专利技术涉及汉字美化
，特别涉及一种数字墨水手写笔迹美化的方法。
技术介绍
计算机手写汉字能够体现汉字书法的魅力，也能体现汉字书写的神韵，虽然数字墨水技术和计算机书法技术拥有非常突出的特点，越来越多的数字墨水技术和计算机书法技术也逐渐融入人们的日常生活之中，但是目前市场上的手写应用还存在各种各样的不足之处，尤其在计算机手写汉字美化方面，联机手写体轨迹都不具有风格，仅仅是一些时序点序列，一个笔画就是一个点序列，并没有达到将手写体点序列变成某种书法风格的图像、同时又保留原有书写者的笔迹特征的美化效果，因此本专利技术针对现有技术提出改进。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种数字墨水手写笔迹美化的方法，在保留用户书写风格的基础上，对手写字体进行轨迹美化与轮廓美化，对普通无压感的设备和有压感的特殊设备均适用。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种数字墨水手写笔迹美化的方法，包括如下步骤：S1：根据宽度模型计算点的宽度；S2：使用贝塞尔曲线进行优化；S3：在笔锋处进行收笔处理；S4：根据笔迹宽度直接渲染；S5：通过雨滴拼接进行轮廓填充；步骤S1中的宽度模型为：其中，wn为所求当前点宽度，wmax为笔画的最大宽度，wmin为笔画的最小宽度，vn为当前轨迹点速度，fn为当前轨迹点压力值，θ、β、γ、μ、λ为经验参数，控制宽度wn在最大宽度wmax和最小宽度wmin之间变化。优选地，步骤S2中的贝塞尔曲线采用三阶曲线：B(t)＝(1-t)3p0+3t(1-t)2p1+3t2(1-t)p2+t3p3，t∈[0，1]，其中，折线p0、p1、p2、p3是B(t)的控制点。优选地，步骤S2中，使用贝塞尔曲线进行优化的方法为：S21：当用户触碰屏幕后直接离开触摸屏幕，则采样到两个坐标值相同的轨迹点，其宽度等于最小笔画宽度wmin；S22：用户在屏幕上进行书写，则采样到至少3个轨迹点；S23：当采集到的轨迹点的个数等于3时，采用以下方式选取贝塞尔曲线的连接点q0、q1、q2、q3：S24：当采集到的轨迹点的个数大于3时，采用以下方式选取贝塞尔曲线的连接点q0、q1、q2、q3：S25：若收笔时采集到的轨迹点的个数为3的倍数，则每采集到3个轨迹点便生成新的贝塞尔曲线；S26：若收笔时采集到的轨迹点的个数为i％3＝1，此时剩余1个轨迹点未处理，则针对该点生成一阶贝塞尔曲线；S27：若收笔是采集到的轨迹点的个数为i％3＝2，此时剩余2个轨迹点未处理，则针对该2个轨迹点生成二阶贝塞尔曲线。优选地，步骤S3中，所述收笔处理的方法为：S31：预先设定笔画宽度阈值wthreshold；S32：若收笔时轨迹点的宽度wn<wthreshold，则将wn作为收笔时的最终宽度；S33：根据收笔时轨迹点及其之前两个轨迹点的加速度判断用户是否在书写时出现抖动，其中加速度的定义式为若有ai>1.2i∈[n-2,n]，则判断为收笔，此时进行收笔处理；S34：收笔时对笔锋处理的方法为：其中，wmin为最小笔画宽度，wt收笔时的轨迹点与收笔前一个轨迹点之间的宽度值，wi-1为收笔前一点笔画宽度，n为插值点数。优选地，步骤S3中，所述收笔处理的方法还包括对首尾相接的两个笔画进行惯性延长收笔，其方法为：根据笔画的类型、相对位置、角度信息以及用户选择的延伸参数，确定相邻笔画头尾延伸的端点，用一条直线把相邻笔画的头尾延伸的端点相接，所述延伸参数为θ、β、γ、μ、λ中的一个或多个。优选地，步骤S4中，所述渲染的方法为：在笔画末尾依照宽度逐渐减半的过程来缩小宽度。优选地，步骤S5中，所述轮廓填充的方法为：采用雨滴状笔刷作为基本的贴图笔刷形状，将雨滴模型在轨迹点上进行拼接，然后提取出外轮廓，再对外轮廓进行贝塞尔插值平滑处理，最后将轮廓填充，得到实心的字体。采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：本专利技术通过捕捉到用户的输入信息，对其进行宽度建模，并且对轨迹进行平滑处理与轨迹延伸呼应，达到书法的效果，在保留用户书写风格的基础上，对其手写字体进行实时的轨迹美化与半实时的轮廓美化，针对普通无压感的设备和有压感的特殊设备均适用。附图说明图1为本专利技术整体流程图；图2为本专利技术步骤S2使用贝塞尔曲线进行优化的流程图；图3为本专利技术步骤S3在笔锋处进行收笔处理的流程图；图4为本专利技术手写笔迹一的原图；图5为本专利技术手写笔迹一增加宽度的效果图；图6为本专利技术手写笔迹一增加连笔的效果图；图7为本专利技术手写笔迹一增加宽度和连笔的效果图；图8为本专利技术手写笔迹二的笔刷渲染效果图；图9为本专利技术雨滴拼接原理图；图10为本专利技术雨滴拼接效果图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例，对本专利技术进一步说明。参照图1，本专利技术提供一种数字墨水手写笔迹美化的方法，包括如下步骤：S1：根据宽度模型计算点的宽度；S2：使用贝塞尔曲线进行优化；S3：在笔锋处进行收笔处理；S4：根据笔迹宽度直接渲染；S5：通过雨滴拼接进行轮廓填充；以下将对步骤S1～S5进行详细说明。步骤S1：根据宽度模型计算点的宽度：毛笔书法模拟分为实时模拟仿真以及非实时模拟仿真。对于非实时仿真，往往是当用户完全写完完整一个笔画甚至是写完一个字才进行模拟分析，这样可以很好地通过分析计算出笔画的类型、笔画的拐点、以及书写字体的结构，但是这样的模拟过程严重滞后于书写过程。在实时书法模拟中，用户输入的每一个点对应的书法轨迹都要求马上呈现在用户眼前，这样就不能通过一个完整的笔画甚至一个完整的字进行分析处理，也就是说，只能根据之前获得的书写轨迹点得到的信息进行模拟仿真。用户在移动设备屏幕书写过程中，屏幕可以获取到一系列带有关键参数信息的轨迹点，例如时间、压力、手指与屏幕接触面积等，此时记录下采集到的书写轨迹点为p1(x1,y1,t1,f1,s1),p2(x2,y2,t2,f2,s2),...,pn(xn,yn,tn,fn,sn)，其中(xi,yi)为点pi的坐标，ti为获取到点pi的时刻，fi为点pi受到的压力值大小，si为点pi处手指与移动设备屏幕的接触面积大小。设当前笔画为k，笔画k已获得的所有轨迹点为(pn,pn-1,pn-2,...,p2,p1)，则当前点pn的宽度wn的关系为：wn＝h(pn,pn-1,pn-2,...,p2,p1)。由于之前的轨迹点(pn,pn-1,pn-2,...,p2,p1)对当前点宽度的贡献主要集中在宽度W上，当前点pn对宽度wn的影响有当前点的速度vn与当前点的压力fn，所以公式3-2可以进一步演变为：wn＝h(w(vn,fn),pn-1,pn-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字墨水手写笔迹美化的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：根据宽度模型计算点的宽度；/nS2：使用贝塞尔曲线进行优化；/nS3：在笔锋处进行收笔处理；/nS4：根据笔迹宽度直接渲染；/nS5：通过雨滴拼接进行轮廓填充；/n步骤S1中的宽度模型为：

【技术特征摘要】
1.一种数字墨水手写笔迹美化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据宽度模型计算点的宽度；
S2：使用贝塞尔曲线进行优化；
S3：在笔锋处进行收笔处理；
S4：根据笔迹宽度直接渲染；
S5：通过雨滴拼接进行轮廓填充；
步骤S1中的宽度模型为：其中，wn为所求当前点宽度，wmax为笔画的最大宽度，wmin为笔画的最小宽度，vn为当前轨迹点速度，fn为当前轨迹点压力值，θ、β、γ、μ、λ为经验参数，控制宽度wn在最大宽度wmax和最小宽度wmin之间变化。


2.根据权利要求1所述的数字墨水手写笔迹美化的方法，其特征在于，步骤S2中的贝塞尔曲线采用三阶曲线：
B(t)＝(1-t)3p0+3t(1-t)2p1+3t2(1-t)p2+t3p3，t∈[0，1]，
其中，折线p0、p1、p2、p3是B(t)的控制点。


3.根据权利要求2所述的数字墨水手写笔迹美化的方法，其特征在于，步骤S2中，使用贝塞尔曲线进行优化的方法为：
S21：当用户触碰屏幕后直接离开触摸屏幕，则采样到两个坐标值相同的轨迹点，其宽度等于最小笔画宽度wmin；
S22：用户在屏幕上进行书写，则采样到至少3个轨迹点；
S23：当采集到的轨迹点的个数等于3时，采用以下方式选取贝塞尔曲线的连接点q0、q1、q2、q3：



S24：当采集到的轨迹点的个数大于3时，采用以下方式选取贝塞尔曲线的连接点q0、q1、q2、q3：



S25：若收笔时采集到的轨迹点的个数为3的倍数，则每采集到3个轨迹点便生成新的贝塞尔曲线；
S26：若收笔时采集到的轨迹点的个数为i％3＝1，此时剩余1个轨迹点未处理，则针对该点生...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄建明，邢淑敏，王文鹤，
申请(专利权)人：深圳市昇利扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44