[发明专利]一种基于力信息的毛笔书法表达方法

摘要

一种基于力信息的毛笔书法表达方法，采用三维力传感器来获取毛笔笔毫与纸张平面接触产生的三维手写力矢量信息，即当有毛笔手写过程发生时，三维力传感器可以实时的感知和输出作用在其上的三维手写动态力信息变化。通过采集和转换这些信息，计算毛笔笔毫与纸张平面接触产生的笔触区域，然后根据力信息实现对笔触区域的操作和处理以形成笔迹，并计算在笔迹边缘的墨水扩散方式。特别是采用了墨水十字扩散方法来完成对笔迹边缘墨水扩散的计算，最终实现在力信息下的毛笔书法表达效果。本发明使书写者真实体验由于手写力的不同而引起毛笔书法的表达差异，为在计算机上进行毛笔字的创作和书法训练，或在毛笔书法矫正中，提供了一种新的技术手段。

主权项

一种基于力信息的毛笔书法表达方法，其特征在于：通过采集和转换三维力传感器获取毛笔笔毫与签字平面接触产生的三维手写力矢量信息，计算毛笔笔毫与纸张平面接触产生的笔触区域，根据力信息对笔触区域操作和处理形成笔迹，用墨水十字扩散方法计算在笔迹边缘的墨水扩散方式，实现力信息下的毛笔书法表达，方法步骤是：a、初始化三维力传感器：包括提供电源需求、内存需求、零点修正，温度补偿以及接口驱动需求，以保证三维力传感器能够正确而有效的输出数据；b、获得三维手写力数据：包括当书写者开始进行钢笔书法时，三维力传感器会实时感知并输出书写者在签字过程所产生的力信号，通过采集和转换这些力信号，获得三维手写力数据Rx(i)、Ry(i)、Rz(i)，其中Rx(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器x轴方向上的力数值，Ry(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器y轴方向上的力数值据，Rz(i)为t＝iT时刻采集三维力传感器z轴方向上的力数值，T为系统采样周期；c、获得三维手写力信息数值：包括对获得的三维手写力数据Rx(i)、Ry(i)、Rz(i)通过解耦矩阵进行解耦处理，使每一维的输出只反映一个变量的变化，以获得真实和准确的手写力信息数值Vx(i)、Vy(i)、Vz(i)，其中Vx(i)为t＝iT时刻x轴方向上的手写力信息数值，Vy(i)为t＝iT时刻y轴方向上的手写力信息数值，Vz(i)为t＝iT时刻z轴方向上的手写力信息数值，T为系统采样周期；d、预处理计算：包括滤波计算和平滑计算，以降低噪声对数值的影响，根据c步骤经解耦运算得到的三维手写力信息数值Vx(i)、Vy(i)、Vz(i)，分别经过滤波计算和平滑计算得到Fx(i)，Fy(i)、Fz(i))，其中Fx(i)为t＝iT时刻x轴方向上的预处理后手写力信息数值，Fy(i)为t＝iT时刻y轴方向上的预处理后手写力信息数值，Fz(i)为t＝iT时刻z轴方向上的预处理后手写力信息数值，T为系统采样周期；e、计算笔触区域：包括填充和形成毛笔书法轨迹、计算笔触区域的缩放系数、计算笔触区域内的旋转坐标和前后笔触区域之间利用线性插值完成连线填充，其中采用步骤d预处理后的三维手写力信息数值Fx(i)、Fy(i)、Fz(i)计算笔触区域的缩放系数，并采用步骤d预处理后的三维手写力信息数值Fx(i)、Fy(i)、Fz(i)计算计算笔触区域内的旋转坐标；f、墨水扩散计算：采用十字扩散法计算，包括以当前点为扩散中心，墨水在当前点处以“十字”形式即向当前点的上下左右4个邻域点进行扩散并凝聚，同时将这4个点加入“扩散队列”，且每个点的墨水量为所在点的墨水量减去所在点的吸墨量；步骤：将笔迹边缘上所有的点加入“扩散队列”中，并为每个点赋上墨水量的值；判断“扩散队列”是否为空，如果不为空，取出“扩散队列”第一个元素为当前点F，并为F着色；F的墨水量大于F的吸墨量 如果是，墨水以F点为中心，进行“十字”扩散计算；如果否，则返回到判断“扩散队列”为空；如果“扩散队列”为空，结束完成墨水扩散计算。