[发明专利]电子艺术毛笔

说明书

本发明涉及计算机的绘图工具，它广泛应用于计算机绘图。

目前，计算机的绘图工具主要有鼠标、轨迹球、光笔、触摸屏、数字化仪等等，但都只是些单线条绘图工具，要自如地绘出复杂的艺术图是不可能的。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种新的计算机绘图工具----电子艺术毛笔，它不仅能运用自如，而且能表达毛笔丰富的色彩变化、纸张效果变化以及笔锋多变的效果。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一种电子艺术毛笔，其特征在于它由写字板、笔组成，其中写字板由凹半椭球型反光孔与不反光的写字板表面相间组成，笔身中光源的光通过分光镜进入光纤(即笔毛)，照射在写字板上，反射回光纤，再通过分光镜，光电转换和模数转换，转换成了数字信号，这就组成了一条信息通路，多条这样的信息通路是笔头的核心，笔头得到的这些信息传给笔身上的单片机，单片机扫描到这些信息，把这些信息编码，用串行线(设置于笔尾)把单片机和主机的串行口连接起来，传给主机，笔身上设有一按键来区分移动光标和画笔，单片机中存储一个标识笔的种类的标识符。

本发明的优点如下：

1、模拟毛笔，在计算机上绘图灵活。

2、实现无纸绘图。

3、实现无颜料绘图。

4、绘过的图易於修整。

5、每根笔毛可设定不同的颜色，能表达丰富的色彩变化。

6、笔毛的颜色可一根一根地设定，也可一束一束地设定，还可整笔设定。笔毛可赋予不同的颜色，而且颜色的深浅可不同。多彩颜色易於控制。

7、设定颜料在纸上的浸润速度，可模拟笔上的水份多少，水的效果易於控制。如：设定少的水分，则渗透性弱。

8、可模拟许多种纸纹，表达丰富的纸张效果。

9、设定图形的逻辑坐标与写字板之间的比例，可控制笔的运行速度，运笔容易。不同的运笔速度能绘出不同的效果。如：速度快，可模拟色淡、飞白、渗透性弱等效果。

10、笔锋容易控制，根据笔毛接触写字板的疏密、接触写字板的形状以及笔的种类，计算机则能自动判别笔锋；不同笔锋能画出不同的效果。如：当用侧锋时，可让颜色分布均匀、变淡等效果。

11、光纤能模拟毛笔的弹性。设定不同的弹性，则效果也不同。如：笔的弹性强则画风刚。

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1为本发明写字板结构局部示意图。

图2为本发明笔毛结构局部示意图。

图3为本发明光通路示意图。

图4为本发明系统方案示意图。

如图1所示：在写字板板体1的正面为不反光表面2，毛笔在其上面运行。但在不反光表面2上有若干个凹半椭球型孔3，这些凹半椭球型孔3是反光曲面。正是这些凹半椭球型孔3组成方阵来表达毛笔的座标。把这些孔设计成凹半椭球型，是为了当光倾斜照射(当笔用侧锋绘图)时，让光也能反射回光纤；写字板不反光表面2应光滑以减少笔与写字板的摩擦。

如图2所示：笔毛的毛糙表面4上附有许多纤毛，其设计目的是让笔毛之间有一定的粘合力，模拟毛笔沾有颜料和水分时笔毛之间的粘合力。粘合力的强度要恰当。笔毛尖的光滑表面5和笔毛的耐磨头6的设计延长笔的寿命。光纤的弹性应与笔毛的弹性相似。

如图3所示：光源7发出的入射光9透过分光镜8，通过光纤芯10，照射在反光孔的表面11上，由于反光孔的表面11为凹半椭球型曲面，所以不同角度的入射光9基本都能反射回光纤芯，反射光12再通过光纤芯10，透过分光镜8，经光电转换管13转换成电信号。

如图4所示：光源7的入射光通过分光镜8进入笔毛14，照射在写字板板体1上，而写字板板体1是由凹半椭球型孔3与不反光表面2相间组成。如果光照射在凹半椭球型孔3上，则有反光通过笔毛14返回，再通过分光镜8分离出来；如果光照射在不反光表面2上，则无光返回，然後通过光电转换管13，则转换成模拟电信号，这则组成了一条信息通路21。多条这样的信息通路21、22、等等，则组成了多路信息输入源。最后通过数模转换15，则成了数字信号。这些数字信号输入到单片机16的输入输出口。单片机16扫描到这些信息，则知道笔毛14在写字板板体1上的坐标信息，根据坐标信息也就知道了笔毛14在写字板板体1上的运动信息。单片机16把这些信息编码，用串行线18把单片机和主机的串行口19连接起来，传给主机。笔毛14在写字板板体1上的位置信息和运动信息则反映到主机上。设计一按键17来区分移动光标和画笔。在单片机中存储一个标识笔的种类的标识符。有了这一种类的标识符，则能设计各种不同性能和不同形状的电子艺术毛笔。按键信息和种类标识符同样可以编码后传给主机，主机则能判别笔是在移动光标还是做画笔，能识别电子艺术笔的种类。另外，电源20可设在主机上，专门给电子艺术毛笔供电，图中粗线表示电源线。把它做成笔的结构和形状，则成了电子艺术毛笔。