CN101226441A

CN101226441A - 一种实现笔锋效果的手写输入方法

Info

Publication number: CN101226441A
Application number: CNA2007100627997A
Authority: CN
Inventors: 刘宁胜
Original assignee: BEIJING SURESENSE INTERNATIONAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Beijing Sursen Electronic Technology Co., Ltd.
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2027-01-17
Also published as: CN100520692C

Abstract

本发明公开了一种实现笔锋效果的手写输入方法，该方法包括：根据手写输入设备提供的用户手写输入位置，确定具有外接矩形的平面图形的位置；将手写输入设备提供的手写速度相关信息转化为速度缩放因子，根据速度缩放因子改变平面图形的大小；将手写输入设备提供的书写方向相关信息转化为方位角，根据方位角改变平面图形的方向；填充所述平面图形形成的区域。应用本发明可以使用户手写输入的笔画具有出笔锋效果，使用户获得逼真的书写体验。

Description

一种实现笔锋效果的手写输入方法

技术领域

本发明涉及输入法技术领域，特别是一种实现笔锋效果的手写输入方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，人机交互设备从支持单纯的文字输入，发展成为一种电子书法甚至电子安全验证的重要输入设备。用户对人机交互设备的要求也在逐渐提高，尤其是在输入由不同笔画组成的文字时，如果输入的文字具有笔锋效果的话，用户就能够在电子手写输入设备上获得逼真的手写输入体验。

现有的实现笔锋效果的手写输入方法一般针对电子书法设计，为了实现毛笔写字时的效果，如毛笔笔尖分叉等效果，现有的实现笔锋效果的手写输入方法通常比较复杂，需要花费时间进行大量的计算才能输出具有笔锋效果的笔画，用户很难获得畅快的手写输入体验。

另外，现有的实现笔锋效果的手写输入方法对手写输入设备的要求比较高，需要手写输入设备必须提供用户手写输入时的压感信息。而现有的手写输入设备通常只能提供用户手写输入时的位置和时间信息。从而造成现有的实现笔锋效果的手写输入方法应用范围小，实施成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种实现笔锋效果的手写输入方法，能够使用户手写输入的笔画具有出笔锋效果，使用户获得逼真的书写体验。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现笔锋效果的手写输入方法，该方法包括：

A、根据手写输入设备提供的用户手写输入位置，确定具有外接矩形的平面图形的位置；

将手写输入设备提供的手写速度相关信息转化为速度缩放因子，根据速度缩放因子改变平面图形的大小；

将手写输入设备提供的书写方向相关信息转化为方位角，根据方位角改变平面图形的方向；

B、填充所述平面图形形成的区域。

从上述方案中可以看出，由于本发明中实现具有笔锋效果的手写输入方法具有如下优点：

1)本发明中的实现笔锋效果的手写输入方法相对简单，不需要大量的计算，能够在较短的时间内显示用户手写输入笔画的笔锋效果，从而使用户获得畅快的手写输入体验。

2)由于本发明中通过用户手写输入的速度就可以实现笔锋效果，手写输入设备不用必须提供用户手写输入的压感信息，对书写输入设备的要求较低，扩展了实现笔锋效果的输入方法的应用范围，降低了实现笔锋效果的输入方法的实施成本。

附图说明

图1为本发明中实现笔锋效果的手写输入方法实施例一的流程图；

图2为本发明中实现笔锋效果的手写输入方法实施例二的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：使用具有外接矩形的平面图形实时跟踪用户的手写输入，根据手写输入设备提供的用户手写输入位置，确定平面图形的位置；根据手写输入设备提供的手写速度相关信息，确定平面图形的大小；根据手写输入设备提供的手写方向相关信息，确定平面图形的方向，填充平面图形形成的区域，从而使用户手写输入的笔画显示出笔锋的效果。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例对本发明进一步详细说明。

图1示出了本发明中手写输入具有笔锋效果的实施例一的流程。

在本实施例中，具有外接矩形的平面图形是椭圆，手写输入设备能够提供的用户手写输入的信息包括用户手写输入的位置坐标和时间。

如图1所示，本发明手写输入具有笔锋效果的方法包括：

步骤11：设置用户手写输入速度的取值范围、椭圆的外接矩形的大小和速度缩放因子的取值范围。

假设在本实施例中，根据用户手写输入速度的实际情况，设置用户手写输入速度的上限值为1米/秒、下限值为0.001米/秒，即用户手写输入速度的范围是(0.001，1)，单位是米/秒。如果用户手写输入的速度比0.001米/秒要慢，仍然认为该速度为0.001米/秒；如果用户手写输入的速度比1米/秒要快，仍然认为该速度为1米/秒。

在应用本发明时，可以根据不同的实际情况，设置不同的用户手写输入速度的上限值和下限值。

根据平面图形的外接矩形的长边长度和短边长度，能够唯一确定平面图形的大小。其中，外接矩形的短边长度就是用户输入笔画的宽度，根据用户所需的输入笔画的宽度，设置外接矩形的短边长度。在设置短边长度时，用户可以直接输入具体的长度数值，也可以在预先设计好的不同的笔画的宽度类型，并设置不同的笔画的宽度类型所对应的短边长度。用户根据需要，选择不同的笔画的宽度类型，从而设置外接矩形的短边长度。在本发明中，假设用户设置输入笔画的宽度为0.002米。

根据实际书写的笔锋效果对笔锋进行分类，如将笔锋分类为：圆珠笔笔锋、钢笔笔锋和毛笔笔锋。用户在手写输入时，根据需要选择不同的笔锋分类，进而根据用户所需的笔锋分类，设置速度缩放因子的上限值和下限值以及外接矩形的长边长度。

速度缩放因子的取值范围越大，用户在手写输入时的笔锋效果就越明显，根据不同的笔锋分类，设置速度缩放因子的上限值和下限值，确定速度缩放因子的取值范围以及外接矩形的长边长度。

使用圆珠笔进行书写时，笔画的粗细基本不变，可将速度缩放因子的取值范围设置为(1.0，1.0)，并将本实施例中的椭圆的外接矩形的长边长度设置为与短边长度相同，即0.002米。

使用钢笔进行书写时，由于纸张具有渗透作用，在书写速度较快时，笔画较细，书写速度较慢时，笔画较粗。速度对钢笔书写时的笔画具有影响，但影响相对较小。如果用户需要类似钢笔书写时的笔锋效果，则可将速度缩放因子的取值范围设置为(1.0，1.1)，并将本实施例中的椭圆的外接矩形的长边长度设置为与短边长度相同，即0.002米。

使用毛笔进行书写时，如果书写速度快，则纸张上着墨少，笔画较细，如果书写速度慢，纸张上着墨多，渗透效果明显，笔画较粗。速度对毛笔书写时的笔画影响较大。如果用户需要类似毛笔书写时的笔锋效果，则可将速度缩放因子的取值范围设置为(0.2，3.0)，并将本实施例中的椭圆的外接矩形的长边长度设置为与短边长度的1.2倍，即0.0024米。

步骤12：根据手写输入设备提供的信息，确定椭圆的位置、大小和方向。

用户在手写输入设备上书写时，手写输入设备提供用户手写输入的信息，通常包括用户当前手写输入的位置坐标和时间。根据手写输入设备提供的信息，跟踪用户输入的笔画的轨迹，确定椭圆的具体位置、大小和方向。

假设用户在步骤11中，需要类似毛笔书写时的笔锋效果，将速度缩放因子的取值范围设置为(0.2，3.0)，并将椭圆的外接矩形的长边长度设置为0.0024米。

根据步骤11中设置的参数，建立手写输入速度与速度缩放因子的对应关系。假设在本实施例中使用的手写输入速度与速度缩放因子的函数关系是以手写输入速度为自变量，速度缩放因子取自变量的倒数。用户手写输入速度的范围是(0.001，1)，根据函数关系对应的函数值的范围是(1，1000)，将(1，1000)映射到已设置好的速度缩放因子的取值范围(0.2，3.0)，在本实施例中，采用均匀映射的方式，书写输入速度与速度缩放因子的换算公式为：当前手写输入速度的倒数×0.0028+0.2。

在应用本发明时，手写输入速度与速度缩放因子的函数关系还可以是以手写输入速度为自变量，速度缩放因子取自变量的对数或者其它类型的映射函数。另外，手写输入速度对应的函数取值范围与速度缩放因子的映射方式并不限制于本发明中的均匀映射方式，可以根据实际需要，采用不同的映射方式。

在本实施例中，用户进行书写时，手写输入设备实时提供用户输入的位置和时间，根据用户手写输入当前位置与上一次输入位置之间的距离除以两次位置的时间差，获取用户当前手写输入速度，具体数值在此不再赘述。

下面以用户书写撇笔画为例，对本发明的实现笔锋效果的手写输入方法进行说明。

在落笔时，用户书写的速度较慢，为了具有明显的笔锋效果，通常用户会使用逆向行笔等书写方法。假设此时用户书写的速度由落笔时的0.005米/秒逐渐增加到0.01米/秒。在用户斜下行笔书写撇笔画时，速度逐渐增快，由0.07米/秒逐渐增加到0.1米/秒。根据书写输入速度与速度缩放因子的换算公式，用户起笔时的速度缩放因子为0.76，并逐渐减小到0.28，在用户斜下行笔时速度缩放因子为0.24并逐渐减小到0.23。

在用户书写的过程中，根据用户书写的当前位置坐标和时间，计算出用户当前的输入速度，进而计算出当前的速度缩放因子，将椭圆的外接矩形的原有的短边长度和长边长度分别与当前速度缩放因子相乘，形成当前外接矩形的短边长度和长边长度，获得当前输入对应的椭圆的形状。从上述速度缩放因子的数值变化可以看出，用户在落笔时，笔画较粗，用户在手笔时，笔画较细。

从用户落笔到斜下行笔的过程中，根据用户书写的当前位置坐标，确定当前输入对应的椭圆的位置，将用户书写的当前位置坐标确定为当前椭圆的中心点。

根据手写输入设备提供的用户手写方向信息确定用户当前输入对应的椭圆的方向。如果手写输入设备提供的用户手写方向信息直接是用户输入的方向角，则将椭圆的外接矩形的长边方向设定为该方向角的方向，从而确定椭圆的方向。如果手写输入设备提供的用户手写方向信息仅提供用户输入的位置坐标，则根据用户手写输入当前位置与上一次输入位置的坐标，计算方位角。计算方向角的方法是公知技术，在此不再赘述。将该计算出的方向角设定为椭圆的外接矩形的长边方向，从而确定当前输入对应的椭圆的方向。

经过上述过程，在用户手写输入的过程中，椭圆的位置、大小和方向随着用户的笔画输入改变，落笔时椭圆较大，收笔时椭圆较小，且椭圆的方向与用户手写输入的方向相同。

步骤13：填充椭圆形成的区域。

在步骤12中，根据用户手写输入的笔画，确定了位置、大小和方向不同的椭圆，最后填充椭圆的形成的区域。

椭圆形成的区域是指由步骤12中确定的多个椭圆形成的区域。在多个椭圆形成的区域中，既包括多个椭圆内部的范围，也包括由多个椭圆外部的部分区域，以保证最后填充的区域是平滑的。

在本实施例中，填充椭圆形成的区域的方法是计算相邻椭圆的外切线位置，填充由椭圆外切线围成的区域。采用这种填充方法能够最终形成平滑的落笔时笔画粗，收笔时笔画细效果，使用户获得逼真的笔锋书写效果。

如果手写输入设备提供的数据较多，椭圆形成的区域能够反映用户手写输入的笔画，此时，将椭圆内的区域填充，即可形成落笔时笔画粗，收笔时笔画细的笔锋效果。

上述填充椭圆的形成的区域方法是本领域的公知技术，在此不再赘述。另外，上述填充方法仅是本发明的较佳示例，并不是限制，在应用本发明时，才可以采用其它填充平面图形的方法。

图2示出了本发明中手写输入具有笔锋效果的实施例二的流程。在本实施例中，具有外接矩形的平面图形是椭圆，手写输入设备提供的用户手写输入的信息包括手写输入的位置坐标、时间和压感。假设本发明中的手写输入设备提供的最大压感级数是1024，即本实施例中的手写输入设备提供的压感级数范围是(1，1024)。

如图2所示，本发明手写输入具有笔锋效果的方法包括：

步骤21：设置用户手写输入速度的取值范围、手写输入设备提供的压感信息的取值范围、椭圆的外接矩形的大小以及速度缩放因子、压感缩放因子的取值范围。其中，用户手写输入速度的取值范围、椭圆的外接矩形的大小的设置过程与实施例一相同，在此不再赘述。在本实施例中，手写输入设备提供的压感信息为压感级数，其取值范围是(1，1024)。

在本实施例中，对笔锋的分类与实施例一中的笔锋分类相同，用户在书写输入时，根据需要选择不同的笔锋分类，进而根据用户选择的笔锋分类设置压感缩放因子的取值范围。

由于使用圆珠笔或者钢笔书写时，笔尖的形状基本不随用户书写压力的增大而变化，所以使用圆珠笔或者钢笔书写时，笔画的粗细不随压感的大小而变化。在使用毛笔书写，用户书写的压感较小时，使用毛笔的笔尖书写，笔画较细，用户书写的压感较大时，使用毛笔的笔腹书写，笔画较粗。所以在笔锋分类中，针对不同的毛笔笔锋效果设置压感缩放因子的取值范围。

在本实施例中，设置压感缩放因子的取值范围为(0.2，2.0)，速度缩放因子的取值范围为(1.0，1.5)。在应用本发明时，也可以根据毛笔的软硬程度不同，设置不同的压感缩放因子和速度缩放因子的取值范围。

步骤22：根据手写输入设备提供的信息，确定椭圆的位置、大小和方向。

根据步骤21种设置的参数，建立手写输入速度与速度缩放因子的对应关系。假设在本实施例中使用的函数关系是取自变量手写输入速度的倒数。用户手写输入速度的范围是(0.001，1)，根据函数关系对应的函数值的范围是(1，1000)，将(1，1000)映射到已设置好的速度缩放因子的取值范围(1.0，1.5)，在本实施例中，采用均匀映射的方式，速度与速度缩放因子的换算公式为：当前手写输入速度的倒数×1.0005+1.0。

在本实施例中，手写输入速度与速度缩放因子的函数关系与实施例一中手写输入速度与速度缩放因子的函数关系相似，在此不再赘述。

在本实施例中手写输入设备提供压感级数的取值范围是(1，1024)，将(1，1024)映射到已设置好的压感缩放因子的取值范围(0.2，2.0)，在本实施例中，采用均匀映射的方式，压感级数与压感缩放因子的换算公式为：当前手写输入的压感级数×0.00176+0.2。

在本实施例中，手写输入设备提供压感级数与压感缩放因子的映射方式并不限制于本发明中的均匀映射方式，可以根据实际需要，采用不同的映射方式。

在用户书写撇笔画的过程中，在落笔时，用户书写使用的力量较大，假设此时用户书写的压感级数由落笔时的1逐渐增加到800。在用户斜下行笔时，压感渐小，由800逐渐减小到1。根据压感级数与压感缩放因子的换算公式，用户起笔时的压感缩放因子为0.2，并逐渐增大到1.6，当用户斜下行笔时压感缩放因子从1.6逐渐减小到0.2。

同时，在落笔时，用户书写的速度由落笔时的0.005米/秒逐渐增加到0.01米/秒。在用户斜下行笔时，速度由0.07米/秒逐渐增加到0.1米/秒。根据速度与速度缩放因子的换算公式，用户起笔时的速度缩放因子为1.1，并逐渐减小为1.05，当用户斜下行笔时，速度缩放因子为1.007，并逐渐减小为1.005。可见在手写输入设备提供用户手写输入的压感信息后，速度对用户书写的笔锋效果的影响减小。

根据用户书写的当前位置坐标和时间，计算出用户当前的输入速度，进而计算出当前的速度缩放因子；根据用户书写的当前位置的压感计数，计算出用户当前的输入对应的压感缩放因子；根据将椭圆的外接矩形的原有的短边长度和长边长度分别与当前速度缩放因子和当前压感缩放因子相乘，形成当前外接矩形的短边长度和长边长度，获得当前输入对应的椭圆的形状。

本实施例中，根据用户手写输入的当前位置坐标和时间确定椭圆的位置和方向的方法与实施例一中相同，在此不再赘述。

步骤23：填充椭圆形成的区域。

在步骤22中，根据用户手写输入的笔画轨迹，确定了大小和方向不同的椭圆，最后填充椭圆形成轨迹。本实施例中，填充椭圆变化的形成轨迹的方法与实施例一中相同，在此不再赘述。

在本实施例中，根据用户手写输入的速度信息和压感信息，计算椭圆的大小，能够使用户输入的笔锋效果更加逼真。

在应用本发明时，如果手写输入设备不能提供压感信息，可以仅根据用户手写输入的速度，实现用户手写输入的笔锋效果；如果手写输入设备能够提供压感信息，可以同时根据用户手写输入的速度和压感，实现用户手写输入的笔锋效果。可见本发明中的实现笔锋效果的手写输入方法具有较大的应用范围。

另外，通过上述两个实施例的描述，本发明中的实现笔锋效果的手写输入方法计算相对简单，从而有效的提高了运算速度，使用户获得畅快的手写输入体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于，该方法包括：

B、填充所述平面图形形成的区域。

2.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：

根据用户手写输入速度的实际情况，设置所述用户手写输入速度的上限值和下限值；

根据用户需要的输入笔画的宽度，设置所述外接矩形的短边长度；

根据用户需要的输入笔画所属的笔锋分类，设置所述速度缩放因子的上限值和下限值以及所述外接矩形的长边长度。

3.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述手写输入设备提供的用户手写输入位置是用户手写输入的坐标值，所述根据手写输入设备提供的用户手写输入位置确定所述平面图形的位置的方法为：

将手写输入设备提供的用户手写输入的坐标作为所述平面图形的中心点的坐标。

4.根据权利要求2所述的手写输入方法，其特征在于，所述将手写输入设备提供的手写速度相关信息为手写输入的位置坐标和时间；

所述将手写速度相关信息转化为速度缩放因子的方法为：

B11、以所述手写输入速度上限值和下限值为自变量，按照预先设定的函数关系，计算所述手写输入速度上限值和下限值对应的函数值，将所述手写输入速度上限值对应的函数值与下限值对应的函数值之间的数值范围映射到所述速度缩放因子的上限值和下限值之间的数值范围，建立所述手写输入速度与所述速度缩放因子的对应关系；

B12、根据所述手写输入设备提供的用户当前手写输入的位置坐标和时间，计算用户当前手写输入速度；

B13、根据所述手写输入速度与速度缩放因子的对应关系，计算用户当前手写输入速度对应的当前速度缩放因子。

5.根据权利要求4所述的手写输入方法，其特征在于，所述的预先设定的函数关系是取自变量的对数或倒数。

6.根据权利要求4所述的手写输入方法，其特征在于，所述根据速度缩放因子改变平面图形的大小的步骤包括：

将所述外接矩形的原有的短边长度和长边长度分别与所述当前速度缩放因子相乘，计算所述外接矩形的当前的短边长度和长边长度。

7.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述将手写输入设备提供的手写方向相关信息为手写输入的方向角，所述将手写方向相关信息转化为方位角的步骤包括：将所述手写输入的方向角确定为方位角；

或者所述将手写输入设备提供的手写方向相关信息为手写输入的位置坐标，所述将手写方向相关信息转化为方位角的步骤包括：根据用户手写输入当前位置与上一次输入位置的坐标，计算方位角。

8.根据权利要求7所述的手写输入方法，其特征在于，所述改变平面图形的运动方向的步骤包括：

将所述方向角作为所述外接矩形当前的长边方向。

9.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述手写输入设备进一步提供用户手写压感相关信息，该方法进一步包括：

将所述手写输入设备提供的用户手写压感相关信息转化为压感缩放因子；将所述手写输入设备提供的手写速度相关信息转化为速度缩放因子；根据所述压感缩放因子和所述速度缩放因子的乘积改变平面闭合曲线的大小。

10.根据权利要求9所述的手写输入方法，其特征在于，该方法之前进一步包括：设置所述压感缩放因子的上限值和下限值以及确定手写输入设备提供的用户手写压感信息的上限值和下限值。

11.根据权利要求10所述的手写输入方法，其特征在于，所述手写输入设备提供的用户手写压感相关信息是压感级数，所述手写输入设备提供的用户手写压感相关信息的上限值和下限值是用户手写的压感级数的上限值和下限值；

所述将用户手写压感信息转化为压感缩放因子的步骤包括：

B21、将所述用户手写的压感级数的上限值和下限值之间的数值范围映射到所述压感缩放因子的上限值和下限值之间的数值范围，建立所述用户手写的压感级数与所述压感缩放因子的对应关系；

B22、根据所述用户手写的压感级数与所述压感缩放因子的对应关系，计算用户当前手写的压感级数对应的当前压感缩放因子。

12.根据权利要求9所述的手写输入方法，其特征在于，所述改变平面闭合曲线的大小的步骤包括：将所述外接矩形的原有的短边长度和长边长度分别与所述当前压感缩放因子和所述当前速度缩放因子的乘积相乘，形成当前外接矩形的短边长度和长边长度。

13.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述填充所述平面图形形成的区域的方法是：计算相邻平面图形的外切线位置，填充由平面图形外切线围成的区域。

14.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述具有外接矩形的平面图形是圆形、椭圆形或圆角矩形。

15.根据权利要求1所述的手写输入方法，其特征在于，所述的手写输入设备为触摸屏、鼠标和显示器组合输入工具、写字板或数位板。