CN104834389A - 一种汉字Webfont生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汉字Webfont生成方法，包括以下步骤：提交用字请求字符串S，通过查找DCDML动态描述库文件，获取S中每个汉字对应的字形描述信息d，得到字形描述集合D；依次对字形描述信息d进行笔画提取，得到构成笔画的点集合P；顺次连接P的点坐标形成笔画；整体显示集合P中的所有点笔画的连接信息，生成字形描述信息d的对应Webfont汉字f；对f进行局部优化；得到用字请求字符串S所对应的Webfont字符串，返回给用户。本发明的汉字Webfont生成方法，字形计算过程均在服务器端进行，因此对客户端的要求较低，非常适合在移动终端使用。

Description

一种汉字Webfont生成方法

技术领域

本发明属于计算机领域，具体涉及一种汉字Webfont生成方法。

背景技术

随着互联网、云计算及移动计算技术的不断发展，人们对汉字的输入和显示有了新的需求，如个性化需求、多元审美需求、文化内涵需求、机器书写需求、安全性需求等。传统的汉字生成技术已经很难以满足这些需求，WebFont技术是解决这一问题的有力途径。

WebFont即网络字体，是指不使用本机字体而使用在线字体进行效果渲染。其最大的好处是，任何用户所看到的文字效果都一样，不用担心用户电脑没有安装特定字体而出现效果不一致的现象。Google公司较早推出了英文WebFont服务***，其它较成熟的英文WebFont提供者有Monotype Imaging公司、Adobe的Typekit、Font Squirrel等。在中文WebFont研究方面，威锋数字开发的WebFont Server***，包含华康繁体中文字体30套，每套14650个字；JustFont是台湾地区推出的一套WebFont，提供网页上使用中文字体的服务。

目前绝大多数的WebFont字体均是西文，而博大精深的中华文化，很大一部分是体现在汉字上的，但是在互联网对社会生活影响越来越深刻的今天，汉字WebFont的研究和应用却明显滞后，其主要原因有：①针对某种字体，需要设计专门的字库；②汉字字体太大，在现有网络带宽环境下，中文网络字体的显示效率较差；③大部分优秀的中文字体版权费用较高，不提供按需付费服务。基于汉字字形动态描述语言(Dynamic Character Description language,DCDL)来设计汉字WebFont可以有效弥补上述不足。DCDL非常适合在互联网上使用，它使用汉字特征描述库代替了汉字字库。汉字特征描述库存储在服务器端，汉字的显示通过客户端或移动终端用户的需求来实现，用户无需安装本地字库，而是采用分布式字形描述存储方式，可以充分发挥服务器端(或云端)的计算功能、控制功能和管理功能。

针对传统人工为主的汉字字形设计的不足，国内外学者都在进行汉字字形的自动生成研究。主要成就包括基于书法规则的汉字字形生成技术、基于笔划特征的字形衍化方法、基于形态学的字形自动生成方法、基于曲线轮廓的汉字自动生成、基于动态描述库的汉字生成方法、基于IDS的汉字字形生成算法等。研究者在传统的汉字字形轮廓描述技术之外，开发出了很多和汉字自动生成有关的汉字字形描述技术，例如：香港浸会大学提出的HanGlyph、国防科技大学提出的汉字数学表达式、北京语言大学和内蒙古师范大学提出的笔段网格字形描述、美国加州大学伯克利分校提出的基于笔画和汉字部件的字形描述语言CDL(CharacterDescription language)、日本京都大学的汉字自动生成技术等。但是这些字形描述技术并没有对汉字的生成过程进行深入研究，很难突出汉字独特的个性特征和文化特征，更无法体现汉字的书写和书法特征。安阳师范学院将汉字书写过程作为重要描述特征，提出了一种新的动态字形描述语言DCDL。DCDL适合在互联网上动态生成汉字，为汉字WebFont提供了技术基础。文献研究了在动态字形描述库基础上的汉字自动生成技术，通过贝塞尔曲线对汉字骨架进行还原，但是其以每一个笔画的贝塞尔曲线为研究内容，并且没有考虑动态字形描述库在Webfont上的应用。

综上所述，目前的中文WebFont研究较少，而且存在一些问题：如需要人为设计专门的字库；使用时要求将字体下载到本机等。研究基于字形描述库的汉字自动生成技术可以有效地解决这些问题。

发明内容

本发明的目的之一是为解决中文WebFont需要专门字库，使用时需要下载到本机的问题，提供一种汉字Webfont生成方法。

本发明提供一种汉字Webfont生成方法，包括以下步骤：

Step1：提交用字请求字符串S＝c₀c₁...c_n，其中c_i(i∈[0,n])表示一个汉字；

Step2：通过查找DCDML动态描述库文件，获取S中每个汉字c_i对应的字形描述信息d_i(i∈[0,n])，得到字形描述集合D＝{d₀,d₁,...,d_n}；

Step3：依次对d_i∈D进行笔画提取，即利用界点标记(-64,0)进行笔画分割，得到构成笔画的点集合P＝{p₀,p₁,...,p_n}；

Step4：顺次连接p₀,p₁,...,p_n的点坐标形成笔画，若笔画由两点构成，则为直线连接；若笔画由三个及以上的特征点构成，则构成一条折线段；

Step5：整体显示集合P中的所有点笔画的连接信息，生成d_i∈D的对应Webfont汉字f_i；

Step6：对f_i进行局部优化；

Step7：重复Step3-6；

Step8：得到用字请求字符串S＝c₀c₁...c_n所对应的Webfont字符串S_webfont＝f₀f₁...f_n，将S_webfont返回给用户。

进一步的，所述DCDML动态描述库文件为XML格式存储的汉字字形动态描述库。

进一步的，所述汉字字形动态描述库记录汉字的特征点坐标值和点的个数，汉字的每一笔画对应两个或多个坐标点信息，坐标点采样时按照汉字的书写笔顺采集，笔画点的排列顺序体现了笔顺，笔画和笔画之间用坐标(-64,0)间隔，一个汉字所有笔画的结束用(-64,-64)表示，汉字和汉字之间用符号“,,,,,,”间隔。

进一步的，对字形优化的方法包括抗锯齿优化、B样条函数曲线优化、贝赛尔曲线优化和用户自定义优化。

进一步的，所述抗锯齿优化就是对图形或图像边缘进行柔化处理，使其边缘看起来更平滑。

进一步的，所述B样条函数曲线优化为，当笔画由3个及以上的特征点组成，可以用这些特征点为控制点，绘制一条或多条B样条曲线。

进一步的，所述贝赛尔曲线优化为，当笔画由3个及以上的特征点组成，用这些特征点为控制点，绘制一条或多条贝塞尔曲线。

进一步的，所述用户自定义优化为将构成汉字字形的特征点设置为动态可编辑的控制点，用户根据自己的需要，移动控制点生成不同的字体效果。

本发明的有益效果在于：本发明的汉字Webfont生成方法，专门针对汉字而设计的适用于网络上的字形自动生成方法。用户无需设计专门的字库，无需将字库下载到本地机器，通过服务器端的字形计算即可以在浏览器端生成和优化用户需要的汉字。由于字形计算过程均在服务器端进行，因此对客户端的要求较低，非常适合在移动终端使用。

具体实施方式

下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。

现以“阿”字为例进行说明：

输入汉字“阿”字，即：S＝c₀＝"阿"

在DCDML文中检索到“阿”字对应的坐标点信息，即D＝{d₀}为：

“-64,0,-6,-7,-2,-7,-4,-2,-2,0,-2,3,-4,4,-6,3,-64,0,-6,-7,-6,8,-64,0,-1,-7,8,-7,-64,0,6,-7,6,7,4,7,-64,0,0,-3,0,2,-64,0,0,-3,3,-3,3,3,-64,0,0,2,3,2,-64,-64,,,,,,”

对d₀∈D进行笔画提取，即以坐标点“-60,0”为分割标记，得到“阿”的各个笔画分别为：

(1)“阝”的横折折部分，即p₀：“-6,-7,-2,-7,-4,-2,-2,0,-2,3,-4,4,-6,3”；

(2)“阝”的“丨”部分，即p₁：“-6,-7,-6,8”；

(3)“一”笔部分，即p₂：“-1,-7,8,-7”；

(4)“亅”部分，即p₃：“6,-7,6,7,4,7”；

(5)：“口”的“丨”部分，即p₄：“0,-3,0,2”；

(6)：“口”的横折部分，即p₅：“0,-3,3,-3,3,3”；

(7)：“口”的“一”部分，即p₆：“0,2,3,2”；

(8)：最后的坐标点为“-64,-64”，该字的所有笔画结束；

(9)：“,,,,,,”是汉字和汉字之间的间隔字符；

(10)：因此，“阿”的点笔画集合为：P＝{p₀,p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆}

顺次连接p₀,p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆各笔画的点坐标。若笔画为两点，则连成直线，若笔画由3个以上的点构成，则形成折线。注意的是，由于点存储时的数字较小，在连接之前，需要对各坐标点的数字进行放大，如放大到20倍，则p₁实际坐标值为：“-120,-140,-120,160”；

整体显示P＝{p₀,p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆}的连线信息，得到“阿”的汉字字形轮廓，即得到d₀∈D的Wenbfont字形f₀＝"阿"；

对f₀＝"阿"进行局部优化：

1、抗锯齿优化：对汉字字形边缘进行柔化处理，使其边缘看起来更平滑。有多种程序方法实现，如Java Graphics2D工具类中提供的setRenderingHint()方法。

2、B样条曲线优化：当笔画由3个及以上的特征点组成，可以用这些特征点为控制点，绘制一条或多条B样条曲线。B样条曲线公式：式中0≤t≤1；i＝0,1,2,…,m。

3、贝塞尔曲线优化：当笔画由3个及以上的特征点组成，用这些特征点为控制点，绘制一条或多条贝塞尔曲线。贝塞尔曲线公式： $P_i^k=\left\{\begin{array}{cc}{P}_i& k=0\\ (l-t)P_i^{k-1}+{\mathrm{tP}}_{i+1}^{k-1}& k=\mathrm{1,2},...,n;i=\mathrm{0,1},...,n-k\end{array}\right..$

4、用户自定义优化，将构成汉字字形的特征点设置为动态可编辑的控制点，用户根据自己的需要，通过鼠标移动控制点生成不同的字体效果。注意，该发明中不对一个整体笔画为直线的字形进行自定义优化，如P＝{p₀,p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆}中的p₁,p₂,p₄,p₆均不设置为动态可编辑的点。

由于S＝c₀＝"阿"只有一个汉字，因此结束；否则，重复以上3-6步。

得到S＝c₀＝"阿"所对应的Webfont字符串S_webfont＝f₀＝"阿"，将S_webfont返回给用户。

本发明的汉字Webfont生成方法，专门针对汉字而设计的适用于网络上的字形自动生成方法。用户无需设计专门的字库，无需将字库下载到本地机器，通过服务器端的字形计算即可以在浏览器端生成和优化用户需要的汉字。由于字形计算过程均在服务器端进行，因此对客户端的要求较低，非常适合在移动终端使用。

本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (8)

1.一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step 1：提交用字请求字符串S＝c₀c₁…c_n，其中c_i(i∈[0,n])表示一个汉字；

Step2：通过查找DCDML动态描述库文件，获取S中每个汉字c_i对应的字形描述信息d_i(i∈[0,n])，得到字形描述集合D＝{d₀,d₁,…,d_n}；

Step3：依次对d_i∈D进行笔画提取，即利用界点标记(-64,0)进行笔画分割，得到构成笔画的点集合P＝{p₀,p₁,…,p_n}；

Step4：顺次连接p₀,p₁,…,p_n的点坐标形成笔画，若笔画由两点构成，则为直线连接；若笔画由三个及以上的特征点构成，则构成一条折线段；

Step5：整体显示集合P中的所有点笔画的连接信息，生成d_i∈D的对应Webfont汉字f_i；

Step6：对f_i进行局部优化；

Step7：重复Step3-6；

Step8：得到用字请求字符串S＝c₀c₁…c_n所对应的Webfont字符串S_webfont＝f₀f₁...f_n，将S_webfont返回给用户。

2.如权利要求1所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述DCDML动态描述库文件为XML格式存储的汉字字形动态描述库。

3.如权利要求2所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述文件汉字字形动态描述库汉字字形描述库记录汉字的特征点坐标值和点的个数，汉字的每一笔画对应两个或多个坐标点信息，坐标点采样时按照汉字的书写笔顺采集，笔画点的排列顺序体现了笔顺，笔画和笔画之间用坐标(-64,0)间隔，一个汉字所有笔画的结束用(-64,-64)表示，汉字和汉字之间用符号间隔。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，对字形优化的方法包括抗锯齿优化、B样条函数曲线优化、贝赛尔曲线优化和用户自定义优化。

5.如权利要求4所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述抗锯齿优化就是对图形或图像边缘进行柔化处理，使其边缘看起来更平滑。

6.如权利要求4所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述B样条函数曲线优化为，当笔画由3个及以上的特征点组成，可以用这些特征点为控制点，绘制一条或多条B样条曲线。

7.如权利要求4所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述贝赛尔曲线优化为，当笔画由3个及以上的特征点组成，用这些特征点为控制点，绘制一条或多条贝塞尔曲线。

8.如权利要求4所述的一种汉字Webfont生成方法，其特征在于，所述用户自定义优化为将构成汉字字形的特征点设置为动态可编辑的控制点，用户根据自己的需要，移动控制点生成不同的字体效果。