CN109840034B - 一种基于触摸设备的毛笔字书写方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，包括以下步骤：步骤1，预先在触摸设备中存储不同笔锋图片样本和多种毛笔宽度，在书写前选择一个毛笔宽度作为标准笔锋值；步骤2，运笔过程中，采集笔尖在触摸设备上的运动轨迹和书写压力；步骤3，根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断采样点间的运笔操作，并根据运笔操作选择笔锋类型；步骤4，根据笔尖的运动轨迹计算采样点间的运笔速度，根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小；步骤5，根据笔锋类型选择笔锋图片样本，并根据笔锋大小对笔锋图片样本进行调整，将调整后的笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形处理技术，具体的说，涉及了一种基于触摸设备的毛笔字书写方法。
背景技术
中国书法已有三千多年的历史，是古人聪明和智慧的结晶，是我们的祖先留给我们的一笔巨大的宝贵财富，是我国独有的一门艺术。毛笔书法是中国的国粹，是中国传统文化的重要组成部分，练习毛笔书法可以修心养性，陶冶情操。
受环境场地影响，毛笔书法不能随时随地进行练习，需要准备毛笔，墨汁，宣纸，砚台和笔洗等工具。对书法爱好者提高技艺造成一定的困扰和经济上的压力。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，易于实现，且书写效果可以匹配传统毛笔书法的技术手段。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，包括以下步骤：
步骤1，预先在触摸设备中存储不同笔锋图片样本和多种毛笔宽度，在书写前选择一个毛笔宽度作为标准笔锋值；
步骤2，运笔过程中，采集笔尖在触摸设备上的运动轨迹和书写压力；
步骤3，根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断采样点间的运笔操作，并根据运笔操作选择笔锋类型；
步骤4，根据笔尖的运动轨迹计算采样点间的运笔速度，根据标准笔锋值、运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小；
步骤5，根据笔锋类型选择笔锋图片样本，并根据笔锋大小对笔锋图片样本进行调整，将调整后的笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画。
基于上述，步骤3中根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断当前的运笔操作具体包括：
起笔阶段
前n个采样点为起笔操作，所有笔画的起笔操作均预设为中锋操作；
中间阶段和收笔阶段
从第n+1个采样点开始，依次根据后续所有采样点的横坐标、纵坐标和书写压力统计采样点间横坐标数值变化趋势、纵坐标数值变化趋势和书写压力变化趋势；
若连续N个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减小，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为增大，则判断用户进行按笔操作，N大于预设按笔点数；
若连续M个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减大，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为减小，则判断用户进行按笔操作，M大于预设提笔点数；
若连续K个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为不变，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，或者若连续K个采样点间的横坐标数值的变化趋势均为不变，纵坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，则判断用户进行中锋操作，K大于预设中锋点数。
基于上述，步骤4中根据笔尖的运动轨迹计算运笔速度具体包括：根据相邻两个采样点的横坐标数值和纵坐标数值计算坐标向量差的绝对值，该坐标向量差的绝对值即为这两个采样点间的运笔速度。
基于上述，步骤4中根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小具体包括：
起笔阶段
判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第二预设压力阈值内，若位于，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*(书写压力/第二预设压力阈值下限值)0.5，否则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*2；
中间阶段和收笔阶段
判断任意两个采样点间的运笔速度是否小于标准笔锋值，若小于标准笔锋值，则判定运笔速度慢，此时令笔锋大小等于两倍标准笔锋值减去两个采样点间的运笔速度；否则判定运笔速度快，此时令笔锋大小等于标准笔锋值；
利用书写压力对上述步骤得到的笔锋大小进行修正。
基于上述，利用书写压力对上述步骤得到的笔锋大小进行修正具体包括：判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则保持当前笔锋大小不变；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第三预设压力阈值内，若位于，则将笔锋大小修正为当前笔锋大小*(书写压力/第三预设压力阈值下限值)0.5，否则调整笔锋大小为当前笔锋大小*1.5。
基于上述，还包括步骤6，对步骤5得到的毛笔笔画进行粗细修正，使笔画间过渡更自然。
基于上述，步骤6具体包括：
在所有填充的笔锋图片样本中，找出笔锋过大或笔锋过小的笔锋图片样本所对应的异常点，计算该异常点前面三个采样点和后面三个采样点的笔锋大小的平均值，将该异常点的笔锋大小调整为该平均值。
基于上述，异常点的选取步骤为：依次计算每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值，以及与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值；
判断每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值，以及每个采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值；
若某个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，且该采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，则判断该采样点为异常点。
基于上述，还包括步骤7，每一个毛笔笔画完成后，在预设时间间隔内对该笔画进行扩散晕染。
基于上述，根据笔画是否交叉选择扩散量，其中笔画未交叉部分选择第一扩散量进行扩散晕染，第一扩散量为当前笔锋大小的1.1倍；笔画交叉部分选择第二扩散量进行扩散晕染，第二扩散量为当前笔锋大小的1.15倍。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过提供一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，采集笔尖在触摸设备上的运行轨迹和书写压力，根据运动轨迹和书写压力进行笔锋类型的选择和笔锋大小的计算，并根据笔锋类型和笔锋大小将笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画；该方法易于实现，且书写效果可以匹配传统毛笔书法的技术手段。
附图说明
图1是本发明实施例1的流程示意图。
图2是本发明实施例2的流程示意图。
图3是本发明实施例3的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解，现对本发明具体实施方式中出现的部分名词做以下解释：
毛笔书法一笔一画中有起伏的交替变化，从而使线条的内容丰富起来，这全在于笔锋上下运动中提按笔法的运用。
提笔：就是将按下的笔锋提起，以锋尖着纸，落笔写字，顿、驻之后，均须提笔，最明显的表现在撇、挑、捺、钩等笔画的收笔处。
按笔：就是将笔锋按下，使其有力地着纸。
凡是点画有粗细，细处为提笔，粗处为按笔。笔画由粗到细，那么用笔是由按到提；笔画由细到粗，那么用笔由提而按。
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，该毛笔字书写方法具体包括以下步骤：
步骤1，预先在触摸设备中存储不同笔锋图片样本和多种毛笔宽度，在书写前选择一个毛笔宽度作为标准笔锋值，同时还可选择毛笔墨汁的颜色，以满足不同用户的喜爱需求；
步骤2，运笔过程中，采集笔尖在触摸设备上的运动轨迹和书写压力。采样点越多，采集的信息越详细，书写出来的毛笔字才能有更多的细节和质感。
步骤3，根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断采样点间的运笔操作，并根据运笔操作选择笔锋类型。
由于毛笔笔画一般分为起笔、中笔和收笔三个阶段，因而运笔操作的判断也分为这三个阶段：
起笔阶段
前n个采样点为起笔操作，所有笔画的起笔操作均预设为中锋操作；
中间阶段和收笔阶段
从第n+1个采样点开始，依次根据后续所有采样点的横坐标、纵坐标和书写压力统计采样点间横坐标数值变化趋势、纵坐标数值变化趋势和书写压力变化趋势；
若连续N个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减小，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为增大，则判断用户进行按笔操作，N大于预设按笔点数；
若连续M个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减大，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为减小，则判断用户进行按笔操作，M大于预设提笔点数；
若连续K个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为不变，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，或者若连续K个采样点间的横坐标数值的变化趋势均为不变，纵坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，则判断用户进行中锋操作，K大于预设中锋点数，且N、M、K的取值可以相同也可以不同。
步骤4，根据笔尖的运动轨迹计算采样点间的运笔速度，根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小。
具体的，根据笔尖的运动轨迹计算运笔速度具体包括：根据相邻两个采样点的横坐标数值和纵坐标数值计算坐标向量差的绝对值，该坐标向量差的绝对值即为这两个采样点间的运笔速度。
具体的，根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小具体包括：
起笔阶段
判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第二预设压力阈值内，若位于，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*(书写压力/第二预设压力阈值下限值)0.5，否则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*2。
中间阶段和收笔阶段
判断任意两个采样点间的运笔速度是否小于标准笔锋值，若小于标准笔锋值，则判定运笔速度慢，此时令笔锋大小等于两倍标准笔锋值减去两个采样点间的运笔速度；否则判定运笔速度快，此时令笔锋大小等于标准笔锋值；
利用书写压力对上述步骤得到的笔锋大小进行修正；
判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则保持当前笔锋大小不变；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第三预设压力阈值内，若位于，则将笔锋大小修正为当前笔锋大小*(书写压力/第三预设压力阈值下限值)0.5，否则调整笔锋大小为当前笔锋大小*1.5。
步骤5，根据笔锋类型选择笔锋图片样本，并根据笔锋大小对笔锋图片样本进行调整，将调整后的笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画。
本发明通过提供一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，采集笔尖在触摸设备上的运行轨迹和书写压力，根据运动轨迹和书写压力进行笔锋类型的选择和笔锋大小的计算，并根据笔锋类型和笔锋大小将笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画；该方法易于实现，且书写效果可以匹配传统毛笔书法的技术手段。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：如图2所示，还包括步骤6，对步骤5得到的毛笔笔画进行粗细修正，从而使书写出来的毛笔笔画流畅且过度自然。
优选的，步骤6具体包括：
依次计算每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值，以及与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值；
判断每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值，以及每个采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值，优选的，预设差异阈值为30%；
若某个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，且该采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，则判断该采样点为异常点；
计算该异常点前面三个采样点和后面三个采样点的笔锋大小的平均值，将该异常点的笔锋大小调整为该平均值。
实施例3
本实施例与实施例2的区别之处在于：如图3所示，还包括步骤7，每一个毛笔笔画完成后，在预设时间间隔内对该笔画进行扩散晕染。
传统毛笔字在宣纸上书写完成后，墨汁会在宣纸上扩展，达到浸染的效果。因此，在触屏设备上，每一笔画完成后，也需要对该笔画进行扩散晕染，以达到更真实的浸染效果。
具体的，根据笔画是否交叉选择扩散量，其中笔画未交叉部分选择第一扩散量进行扩散晕染，第一扩散量为当前笔锋大小的1.1倍；笔画交叉部分选择第二扩散量进行扩散晕染，第二扩散量为当前笔锋大小的1.15倍。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1.一种基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，预先在触摸设备中存储不同笔锋图片样本和多种毛笔宽度，在书写前选择一个毛笔宽度作为标准笔锋值；
步骤2，运笔过程中，采集笔尖在触摸设备上的运动轨迹和书写压力；
步骤3，根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断采样点间的运笔操作，并根据运笔操作选择笔锋类型；
步骤4，根据笔尖的运动轨迹计算采样点间的运笔速度，根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小；
步骤4中根据运笔速度和书写压力计算采样点间的笔锋大小具体包括：
起笔阶段
判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第二预设压力阈值内，若位于，则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*(书写压力/第二预设压力阈值下限值)0.5，否则令起笔阶段的笔锋大小取标准笔锋值*2；
中间阶段和收笔阶段
判断任意两个采样点间的运笔速度是否小于标准运笔速度阈值，若小于标准运笔速度阈值，则判定运笔速度慢，此时令笔锋大小等于两倍标准笔锋值减去两个采样点间的运笔速度；否则判定运笔速度快，此时令笔锋大小等于标准笔锋值；利用书写压力对得到的笔锋大小进行修正；
步骤5，根据笔锋类型选择笔锋图片样本，并根据笔锋大小对笔锋图片样本进行调整，将调整后的笔锋图片样本填充到采样点间，以将笔尖运动轨迹转换为毛笔笔画。
2.根据权利要求1所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于，步骤3中根据笔尖的运动轨迹和书写压力判断采样点间的运笔操作具体包括：
起笔阶段
前n个采样点为起笔操作，所有笔画的起笔操作均预设为中锋操作；
中间阶段和收笔阶段
从第n+1个采样点开始，依次根据后续所有采样点的横坐标、纵坐标和书写压力统计采样点间横坐标数值变化趋势、纵坐标数值变化趋势和书写压力变化趋势；
若连续N个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减小，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为增大，则判断用户进行按笔操作，N大于预设按笔点数；
若连续M个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为减大，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为减小，则判断用户进行按笔操作，M大于预设提笔点数；
若连续K个采样点间的纵坐标数值的变化趋势均为不变，横坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，或者若连续K个采样点间的横坐标数值的变化趋势均为不变，纵坐标数值的变化趋势均为增大或减小，且书写压力的变化趋势均为不变，则判断用户进行中锋操作，K大于预设中锋点数。
3.根据权利要求1所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于，步骤4中根据笔尖的运动轨迹计算运笔速度具体包括：根据相邻两个采样点的横坐标数值和纵坐标数值计算坐标向量差的绝对值，该坐标向量差的绝对值即为这两个采样点间的运笔速度。
4.根据权利要求1所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于，利用书写压力对得到的笔锋大小进行修正具体包括：
判断书写压力是否位于第一预设压力阈值内，若位于第一预设压力阈值内，则保持当前笔锋大小不变；
若不位于第一预设压力阈值内，继续判断书写压力是否位于第三预设压力阈值内，若位于，则将笔锋大小修正为当前笔锋大小*(书写压力/第三预设压力阈值下限值)0.5，否则调整笔锋大小为当前笔锋大小*1.5。
5.根据权利要求1所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于：还包括步骤6，对步骤5得到的毛笔笔画进行粗细修正，使笔画间过渡更自然。
6.根据权利要求5所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于，步骤6具体包括：
在所有填充的笔锋图片样本中，找出异常点，计算该异常点前面三个采样点和后面三个采样点的笔锋大小的平均值，将该异常点的笔锋大小调整为该平均值；
其中，异常点的选取步骤为：依次计算每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值，以及与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值；
判断每个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值，以及每个采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小的差值是否大于等于预设差异阈值；
若某个采样点对应的笔锋图片样本与其前一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，且该采样点对应的笔锋图片样本与其后一个采样点对应的笔锋图片样本的笔锋大小差值的绝对值大于等于预设差异阈值，则判断该采样点为异常点。
7.根据权利要求1所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于：还包括步骤7，每一个毛笔笔画完成后，在预设时间间隔内对该笔画进行扩散晕染。
8.根据权利要求7所述的基于触摸设备的毛笔字书写方法，其特征在于：根据笔画是否交叉选择扩散量，其中笔画未交叉部分选择第一扩散量进行扩散晕染，第一扩散量为当前笔锋大小的1.1倍；笔画交叉部分选择第二扩散量进行扩散晕染，第二扩散量为当前笔锋大小的1.15倍。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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