[发明专利]计算机真三维汉字生成方法

说明书

本发明涉及计算机中真三维汉字的生成方法，确切地说，它是利用计算机实现将平面汉字变成真三维汉字的方法。

在机关、院校、企业、公司、商场门面上的名字，人们看到的通常都是采用人工的方法雕塑成型、锻铸成型或镌刻成型，然后镀上一层金属材料，使得名字既有真实的立体感，又显得十分华贵，极富广告艺术的效果。在计算机广泛普及的今天，人们会想把这种艺术汉字数值化，一方面应用于电视广告、影视片头、彩色印刷；另一方面应用于自动控制现实真三维汉字的制作中(包括各种铜字的加工和各种碑文、牌匾与印章等的镌刻)。

经检索可知，目前还没有一种计算机真三维汉字生成方法问世。

本发明的目的是设计一种能够自动控制的计算机真三维汉字的生成方法。

本发明要在计算机中生成真三维汉字，其理论背景是：

建立真三维汉字表面的数学模型，即用二元函数

Z＝h(p)    p＝(x，y)∈Ω米描述真三维汉字的表面，让它满足：

(I)h(p)＝0，p ∈ЭΩ；

(II)h(p)的等值线是Ω的等深线；

(III)h(p)随p在Ω中深度的增加而单调不减或单调不增。其中，Ω是平面汉字区域，oxy平面定在Ω所在的平面上，Z轴按右手法则确定。在几何上，函数h(p)表示张在ЭΩ上的曲面，ЭΩ是Ω的边界。对于任意的p∈Ω，h(p)表示汉字曲面在p处的高程。p点在平面汉字区域Ω中的深度d(p)定义为：

d(p)＝min p(p，q)，

      q∈ЭΩ  P(P，q)是oxy平面上任意两点p和q的欧氏距离，平面汉字区域Ω中深度为t≥0的等深线是点集S(t)＝{      p | p∈Ω且d(p)＝t}，特别S(0)＝ЭΩ。

显然，满足上述条件的函数h(p)有无穷多个，因为对于任意的t∈〔0，max d(p)〕，造型函数H(t)＝h(p)，

      p∈Ω其中，d(p)＝t，p∈Ω，有无穷多个。人们可以通过对造型函数H(t)作具体设计来模拟现实中的真三维汉字，也可以通过造型函数H(t)的具体设计来产生现实中想像不到的风格奇特的真三维汉字。

本发明的计算机真三维汉字生成方法是这样实现的，其具体步骤为：

1)读入二维汉字轮廓数据，并规范化；

2)求汉字区域的脊线，并按脊线对汉字区域进行分划；

3)以脊线为基础进行三维汉字造型：对汉字区域基于脊线分划的每个子区域作三角剖分；对于三角剖分的每一个结点，求出它的深度，然后赋予一个高程；在汉字区域的三角剖分上作分片线性插值。

4)三维汉字造型结果输出。

本发明可以十分逼真地模拟现实生活中的真三维汉字，也可以产生现实生活中想像不到的风格奇特的真三维汉字。它可用于电视广告、影视片头、彩色印刷中艺术汉字的制作，产生与二维半和二维加渲染的艺术汉字不同的广告艺术效果，也可用于现实生活中的真三维汉字(铜字)制作的自动化和真三维汉字镌刻的自动化，既减轻制作人员的劳动强度，又大大提高制作效率。本发明述的方法还具有通用性，适合于任何字体，任何字号。

以下将结合附图对本发明作进一步的描述：

图1为本发明的工作框图

现对工作框图1说明如下：

在读入二维汉字轮廓数据框中，二维汉字轮廓数据可以是曲线数据，也可以是多边形数据。对于前者，总可以用后者来近似，而且达到任意要求的精度。

在求汉字区域的脊线框中，所谓平面汉字区域Ω的脊线是Ω中这样点的轨迹，它到边界ЭΩ的距离至少在ЭΩ上的两个点取到。因此，有时也叫脊线为中轴线。

在以脊线为基础的三维汉字造型框中，要做四件事：

(1)选定造型函数H(t)，t∈〔0，max d(p)〕；

                             p∈Ω

(2)对由脊线确定的平面汉字区域Ω的分划的每一个子区域进行三角剖分，构成整个平面汉字区域Ω上的三角剖分△；

(3)按造型函数H(t)，给△的每一个顶点一个相应的高程；

(4)根据△和△上的高程，作分片线性插值。

在三维汉字造型输出框中，以一种标准的文件格式，将三维汉字造型的数据输出。    

按照上述方法，就可以很容易地在任意一台计算机上编程实现，达到在计算机上生成真三维汉字的目的。