[发明专利]一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法

权利要求书

1.一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于实现步骤为：从二维的平面汉字书法作品图像出发，首先提取书法汉字的字形特征，然后利用这些字形特征信息计算书法汉字的初始深度图，同时利用汉字书法作品图像的灰度图计算反映笔力分布信息的深度权重矩阵，再利用深度权重矩阵对书法汉字的初始深度图进行修正，得到书法汉字的优化深度图，并以书法汉字的优化深度图为基础构造三角面片，最后利用渲染生成三维的书法汉字虚拟雕刻作品。

2.根据权利要求1所述的一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于：所述提取书法汉字的字形特征的过程为：首先将汉字书法图像二值化，得到书法汉字的基本字形；然后根据书法汉字的基本字形，按照一定的规则在书法汉字像素点外部创建一层边界，将边界上的像素点都视为亮度为1的点光源。

3.根据权利要求1所述的一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于：所述根据字形特征信息计算书法汉字的初始深度图的过程为：做连接点光源与书法汉字像素点的直线段，根据该线段是否完全包含在由点光源边界所构成的连通区域内部、以及是否不经过其它点光源，判断该点光源对于该书法汉字像素点是否可见；根据光照衰减公式计算某书法汉字像素点受单个可见点光源的照射强度，然后将其它可见点光源对该像素点的照射强度进行叠加，得到该像素点的亮度值，该亮度值即该书法汉字像素点的初始深度值；依次类推，遍历计算所有书法汉字像素点的亮度值，即可得到书法汉字的初始深度图。

4.根据权利要求1所述的一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于：所述利用汉字书法作品图像的灰度图计算反映书法汉字上笔力分布信息的深度权重矩阵的过程为：首先将汉字书法图像转化为灰度图；然后对汉字书法图像的灰度图进行中值滤波，中值滤波时，取像素点的8邻域作为滤波窗口，先忽略滤波窗口内的所有零点，再选取中值作为该像素点的新灰度值，这样才能有效剔除书法汉字边界上的奇点，并消除汉字书法图像中的噪声；最后利用对数函数将经中值滤波后的汉字书法图像的灰度图映射为影响书法汉字像素点深度的深度权重系数矩阵，即书法汉字的深度权重矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于：所述优化书法汉字的深度图，构造三角面片，渲染生成三维的书法汉字虚拟雕刻作品的过程为：用书法汉字的深度权重矩阵点乘其初始深度图，得到书法汉字的优化深度图，该深度图反映了书法汉字上的笔力分布对书法汉字雕刻结果的影响；对于书法汉字的优化深度图中的每个4像素点网格，连接其深度差较小的两个对角顶点，构造三角面片，这种构造方法可以提高三角面片间的平滑度；然后计算每个三角面片或顶点的单位法向量，使三维渲染软件能够利用差值算法对渲染结果进行平滑；最后利用三角面片和顶点法向量，渲染生成三维的书法汉字虚拟雕刻作品。