專利名稱：電子毛筆書寫筆形變形方法
技術領域：
本發明涉及計算機圖形處理技術領域，特別涉及一種電子毛筆書寫筆形變形方法。
背景技術：
現有的基于圖形模型的毛筆模擬方法，使用測試設備已經能夠體會到毛筆書寫的感覺，能夠體現較多的毛筆書法特征，但是由于筆形單一且沒有變化，與毛筆柔軟、靈活多變的特性不符，在轉彎處容易出現突起，因此，需要考慮增加基于物理力學模型，使筆形能夠變化。根據對現有的毛筆模擬狀態和成果的研究，一般對毛筆筆形變化的模擬均基于三維空間進行，有以圓錐筆形模擬筆頭，有的研究每個筆毛的變形，有的將筆毛分成多簇，研究每一簇的中心骨架變形。在力學算法方面，有利用彈簧力量計算，也有通過能量最小化計算，都需要對受力進行細致的分析以及大量的積分運算。通過三維空間模擬筆頭的變形，在模擬毛筆的真實感效果上比二維方式要好很多，但是三維模擬需要大量運算，對于常規的PC機來說都不能滿足其流暢運行的需要，更不用說對于運算能力比較低的手持設備了，因此，雖然三維方式模擬更逼真，表現力更強， 但對于手持設備來說可用性不高。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何實現在計算量較低的情況下，對毛筆筆形進行流暢的變形，且能達到較高的筆畫真實感。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發明提供了一種電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，在繪制電子毛筆筆形過程中，若達到預設的變形條件，則按如下步驟對所述筆形進行變形Sl 以所述筆形的對稱軸線上的質點根據預先設計的彈簧質點模型對所述質點進行迭代積分，得到所述變形后質點的坐標；S2 根據變形后質點的坐標計算筆形邊緣的坐標；S3 根據筆形邊緣坐標繪制變形后的筆形。其中，所述彈簧質點模型為所述對稱軸線上連接的第i與第i+Ι的兩個質點間為拉伸彈簧，連接第i個質點與第i+2個質點間的彈簧為彎曲彈簧。其中，所述對稱軸線上的質點在靠近筆尖處相對密集，在靠近筆桿處相對稀疏，其質點間的間距按如下公式計算
權利要求
1.一種電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，在繪制電子毛筆筆形過程中，若達到預設的變形條件，則按如下步驟對所述筆形進行變形51以所述筆形的對稱軸線上的質點根據預先設計的彈簧質點模型對所述質點進行迭代積分，得到所述變形后質點的坐標；52根據變形后質點的坐標計算筆形邊緣的坐標；53根據筆形邊緣坐標繪制變形后的筆形。
2.如權利要求1所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，所述彈簧質點模型為所述對稱軸線上連接的第i與第i+Ι的兩個質點間為拉伸彈簧，連接第i個質點與第 i+2個質點間的彈簧為彎曲彈簧。
3.如權利要求2所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，所述對稱軸線上的質點在靠近筆尖處相對密集，在靠近筆桿處相對稀疏，其質點間的間距按如下公式計算Li = Lsx(—!—)2N-V其中，Li為第i個質點與前一質點的距離，i從0開始，Ls為筆形總的長度，i為當前是第幾個點，從0開始，N為預設的質點總數。
4.如權利要求1所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，Sl具體采用Verlet 積分算法進行迭代，公式如下r(t + At) = 2r(t) - r(t - At) + ^-At2Mr(t)為t時刻質點的坐標，開始變形時刻為t，At為時間增量，M為質點質量，f(t)為質點所受的合力，合力包括彈簧形變力Fk = ksX (ls-distancel)其中，仲為彈性力，ks為與質點連接彈簧的彈性系數，Is為彈簧的原長度(預設參數)，distancel為當前彈簧的長度；彈簧阻尼力Fd _Kdy - V2x) χ dx + (V\y - V2y) χ 辦)dis tan eel其中，Fd為彈簧阻尼力，Kd為與彈簧的阻尼系數，Vlx為彈簧一端的質點在X方向上的速度，Vh為彈簧另一端的質點在X方向上的速度，dx為彈簧的兩端質點間在X方向上的距離，Vly為彈簧一端的質點在Y方向上的速度，V2y為彈簧另一端的質點在Y方向上的速度，dy為彈簧的兩端質點間在Y方向上的距離；阻力Fr = KrXVm/M其中，Fr表示阻力，Kr為阻尼系數，Vm為質點運動速度，M為質點質量。
5.如權利要求1所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，所述預設的變形條件為在除頓筆和回鋒的轉彎筆跡處，筆形寬度大于預設的最小筆形寬度值和最短的質點間距離的較大值，且筆形角度和行進角度相差在60° 90°。
6.如權利要求1所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，如果在繪制筆形時，已經開始變形，而判斷的結果為不需要變形，則需要檢查對稱軸線上的質點是否在一條直線上，如果是，則變形結束，否則繼續變形。
7.如權利要求1 6中任一項所述的電子毛筆書寫筆形變形方法，其特征在于，以變形前筆形的對稱軸線為筆形骨架，筆形形狀的計算方式如下在對稱軸線上靠近筆尖的一端，按以下公式計算筆形邊緣的點 R =^lxlxrs-I2其中，R為筆形邊緣點到對稱軸線的距離，1為沿對稱軸線從筆尖到當前點的距離，rs 為靠近筆尖的小圓的半徑，所述小圓的圓心為對稱軸線上靠近筆尖一端的點； 在對稱軸線上靠近筆桿的一端，按以下公式計算筆形邊緣的點 R =^rs2-(l-h-rbf其中，rb為靠近筆桿的大圓的半徑，所述大圓的圓心為對稱軸線上靠近筆桿一端的點， h為大圓圓心和小圓圓心之間的距離；在對稱軸線對應長度為h的一段上，按以下公式計算筆形邊緣的點 R={rb-rs)x{l-rs) | ,二.h ‘以所述邊緣點為控制點采用貝塞爾曲線連接所述邊緣點，大圓半徑 rb = WXpressure根據如下公式確定筆尖方向的小圓半徑和h rs = rb XkXpressure h = HXpressure其中，H表示預設的最大筆行長度，k為形狀比例參數，取值為0 1的浮點數， pressure為觸摸屏感應的壓力值，該值為量化到0 1浮點數。
全文摘要
本發明公開了一種電子毛筆書寫筆形變形方法，在繪制電子毛筆筆形過程中，若達到預設的變形條件，則按如下步驟對所述筆形進行變形S1以所述筆形的對稱軸線上的質點根據預先設計的彈簧質點模型對所述質點進行迭代積分，得到所述變形后質點的坐標；S2根據變形后質點的坐標計算筆形邊緣的坐標；S3根據筆形邊緣坐標繪制變形后的筆形。本發明實現了對毛筆筆形流暢的變形，同時能達到較高的筆畫真實感。
文檔編號G06T11/80GK102521856SQ201110384390
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者劉炎, 譚韓成, 趙志強 申請人:北京盛世宣合信息科技有限公司