CN106293232A - 一种实现笔锋效果的手写输入方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实现笔锋效果的手写输入方法及系统，步骤1：在终端上手写输入，并同时采集手写坐标点；步骤2：以各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；步骤3：依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；步骤4：填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。本发明通过手写速度自动调整书写的宽度，原理简单容易实现，且支持矢量缩放，同时保证缩放大小不模糊不失真，最终得到的笔锋效果，使得用户的书写体验更加逼真。
Description
技术领域
本发明涉及手写笔迹美化的技术领域，尤其涉及一种实现笔锋效果的手写输入方法及系统。
背景技术
随着信息技术的飞速发展，人机交互设备从单纯的文字输入，发展成为一种电子书法的重要输入设备，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。
如申请号为：200710062799.7的中国专利公开了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，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。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。该输入方法的缺点是：通过手写输入速度与速度缩放因子的函数关系来设置笔锋效果，且需要预先在系统中设置多个速度缩放因子的取值范围，在实现笔锋效果的过程中需要经过多次映射，实现方法较繁琐，且不支持对笔锋效果的进一步美化，如放大容易失真，不支持调整笔锋的颜色等，用户体验效果有局限。
又如申请号为：2012105113019.7的中国专利公开了一种实时手写笔迹的美化方法及电子设备，该方法至少包括：当检测到所述轨迹输入装置开始进行轨迹输入时，实时捕获所述轨迹上的轨迹点的坐标和时间，直至所述轨迹输入结束；从所捕获的第二个轨迹点开始，利用所捕获的第n个所述轨迹点、及此前所捕获的一个所述轨迹点的坐标和时间，来计算第n个所述轨迹点的速度，其中，n为大于l的整数；基于预设的轨迹点的速度分别与手写笔迹的尺寸和透明度的对应关系，来确定第n个所述轨迹点所对应的手写笔迹的尺寸和透明度；利用预设的轨迹分段规则，将所捕获的多个轨迹点所构成的每一段轨迹按照所述轨迹点各自所对应的尺寸和透明度进行美化处理，以得到美化后的手写笔迹。该方法通过捕获每个轨迹点的坐标和时间，再根据预设的轨迹分段规则对手写笔迹进行尺寸和透明度的调整，缺点是调整规则预设不能对实时的书写情况具体分析，不适用于不同的用户，显示出的手写笔迹效果较为僵硬。
发明内容
为克服现有技术中存在的实现方法繁琐且笔锋效果不佳等问题，本发明提供了一种实现笔锋效果的手写输入方法及系统。
具体技术方案如下：一种实现笔锋效果的手写输入方法，
步骤1：在终端上手写输入，并同时采集手写坐标点；
步骤2：以各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；
步骤3：依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；
步骤4：填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。
在此基础上，所述步骤1通过手写输入设备在终端上进行书写，所述步骤1还包括选择手写输入设备的书写宽度W。
在此基础上，所述书写宽度的最小值为minW，且minW＝2毫米。
在此基础上，所述步骤1中采集手写坐标点的具体方法为：自定义视图区域和存储区域，依次监听手写输入设备的按下、移动和抬起动作，并记录相应的坐标点且保存至存储区域。
在此基础上，所述步骤2的具体方法为：计算相邻坐标点之间的距离d，根据d求出笔速v，其中v＝d*10，将得出的数据进行整合并与书写宽度W进行对比，得出各个标记圆的直径。
在此基础上，所述步骤2中标记圆的直径为W-S，若W-S的值小于minW，则标记圆的直径为minW，其中S为v-lastW的绝对值的平方根，其中lastW为前一个标记圆的直径。
在此基础上，所述步骤3的具体方法为：依次连接相邻标记圆的公切点，即为两个相邻标记圆的外公切线，多个标记圆的外公切线形成一个封闭多边形区域。
本发明还提供了一种实现笔锋效果的手写输入系统，包括手写输入设备、终端、采集单元、计算单元、整合单元和美化单元，所述手写输入终端、采集单元、计算单元、整合单元和美化单元依次相连，
所述手写输入设备用于在终端手写输入；
所述终端用于保存手写输入设备的输入内容；
所述采集单元用于采集用户手写输入过程中的手写坐标点；
所述计算单元用于计算各个标记圆的直径和相邻标记圆的公切点；
所述整合单元用于将相邻标记圆的公切点相连形成一个完整的封闭区域，并进行填充形成笔锋；
所述美化单元用于根据客户的需求对书写内容进行缩放和调整书写内容的颜色。
在此基础上，所述计算单元包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元还包括对比单元，所述第一计算单元用于计算各个标记圆的直径；所述对比单元用于将数据进行整合并与书写宽度进行对比；所述第二计算单元用于计算相邻各个标记圆的公切点。
在此基础上，还包括扩展单元，所述扩展单元与带压感的终端相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明实现笔锋效果的方法包括采集手写输入时的坐标点后，将各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。本发可以对采集到的坐标点直接根据书写速度进行缩放，无需大量的映射计算，能够在较短的时间内显示用户手写输入的笔锋效果，从而使用户获得更加逼真的手写输入体验。另外，本发明在应用过程中，用户可以预先选择书写宽度，以适应不同的场合。
2、本发明实现笔锋效果的手写输入系统，包括手写输入设备、终端、采集单元、计算单元、整合单元和美化单元，该输入系统可以通过手写输入设备在终端上实现带有笔锋效果的涂鸦功能，其中美化单元可以对涂鸦内容进行美化，如缩放和调整颜色等，且缩放不模糊不失真，能够完整体现用户的书写风格的笔锋、笔画。本发明还包括有扩展单元，可以支持带压感的终端，同时通过压感与书写速度增强笔锋的效果，适用范围广。
附图说明
图1是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法的流程示意图；
图2是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中数组P的存储示意图；
图3是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中两点距离的获得示意图；
图4是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中标记圆直径的获得示意图；
图5是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中封闭区域的示意图；
图6是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中标记圆公切点的求解示意图；
图7是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中封闭区域填充后的示意图；
图8是本发明一种实现笔锋效果的手写输入方法中封闭区域缩放后的示意图；
图9是本发明一种实现笔锋效果的手写输入系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明披露了一种实现笔锋效果的手写输入方法，如图1所示，本方法包括以下步骤：
步骤1：在终端2上手写输入，并同时采集手写坐标点；具体方法如下:用户通过手写输入设备1在终端2上进行书写，该手写输入设备1可以为触摸屏、鼠标和显示器组合输入工具、写字板等，在书写之前，用户可以预先选择书写笔迹的宽度，该宽度预先在系统中设置，本实施例中设置有大、中、和小三种书写笔迹的宽度，该笔迹宽度不限定，可以根据不同客户的需求，在后台系统中进行删减，但每种书写笔迹的宽度均对应有唯一一个书写宽度值W，本实施例中最小的书写笔迹宽度minW的值为2毫米。本方法通过自定义视图区域(如view区域)和存储区域，(如数组P)，本实施例通过重写touch的方法依次监听手写输入设备1的按下、移动和抬起动作，并记录相应的坐标点且保存至存储区域即数组P中，如图2所示。
步骤2：以各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；具体方法如下：计算相邻坐标点之间的距离d，如图3所示，本实施例中第一个坐标点和第二个坐标点之间的距离为10毫米，第二个坐标点与第三个坐标点之间的距离为20毫米，第三个坐标点与第四个坐标点的距离为40毫米等。根据d求出笔速v，即v＝d*10，将得出的数据与最初用户选择的书写宽度进行整合并与书写宽度W进行对比，得出各个标记圆的直径。
步骤2中标记圆的直径为W-S，本方法中将W-S的值与书写宽度的最小值minW进行对比判断，若W-S的值小于minW，则标记圆的直径为minW，若W-S的值不小于minW，则标记圆的直径为W-S。如图4所示，本实施例最初选择的书写宽度为5毫米，依次对应相邻坐标点的距离，得出的标记圆的直径分别为5毫米、4毫米和2毫米等。
步骤3：依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；具体方法为：根据步骤1采集到的坐标点以及各个标记圆的直径，计算出相邻标记圆的公切点，如图5所示，依次连接相邻标记圆的公切点，即为两个相邻标记圆的外公切线，多个标记圆的外公切线形成一个封闭多边形区域。如图6所示，以标记圆O1、O2为例求解两标记圆的外公切点B1，设x＝x2-x1,y＝y2-y1，d为O1，O2两点的距离，其中，d2＝x2+y2。设一个点P，P为O1O2与A1B1延长线的交点。设l为PO2两点的距离，且l＝d*r/(R-r)。设B1P两点的距离为s，由于三角形O2B1P为直角三角形，且B1为直角，则R2+S2＝l2，B1到O1O2这个轴的距离为s*r/l，设B1到O1O2轴的垂点为M，则O2M＝r*r/l，即可得M的坐标为(x2+O2M*(x2-x1)/d，y2+O2M*(y2-y1)/d)，求出M的坐标后，由M，O2，B1组成的三角形，三条边长度都已知，最终可求出B1的坐标，同理继续求出A1，A2，B2的坐标。优选地，本实施例中的终端2设备为android设备，可以为手机或者平板，为了绘图的效率，本实施例采用path的绘图方式，结合采用内塞尔曲线，依次连接步骤3中计算出的公切点，形成如图5所示的全封闭区域。
步骤4：填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。在填充封闭多边形区域时可以设置填充的颜色，即填充path多边形区域，如图7所示，最终得到笔锋效果，当缩放后，只需要针对path进行矩阵缩放变化，则能得到矢量不变模糊的笔锋效果，如图8所示为放大后的多边形区域。
本发明实现笔锋效果的方法包括采集手写输入时的坐标点后，将各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。本发可以对采集到的坐标点直接根据书写速度进行缩放，无需大量的映射计算，能够在较短的时间内显示用户手写输入的笔锋效果，从而使用户获得更加逼真的手写输入体验。另外，本发明在应用过程中，用户可以预先选择书写宽度，以适应不同的场合。
本发明还披露了一种实现笔锋效果的手写输入系统，如图9所示，包括手写输入设备1、终端2、采集单元3、计算单元4、整合单元5和美化单元6，手写输入终端2、采集单元3、计算单元4、整合单元5和美化单元6依次相连，其中，手写输入设备1用于在终端2手写输入，可以为触摸屏、鼠标和显示器组合输入工具、写字板等；终端2用于保存手写输入设备1的输入内容，该终端2可以用于涂鸦、签批、文字备注等；在手写输入设备1在终端2进行书写的同时，采集单元3用于采集用户手写输入过程中的手写坐标点，本实施例通过重写touch的方法依次监听手写输入设备1的按下、移动和抬起动作，并保存相应的坐标点后，用于计算单元4的数据计算。
计算单元4用于计算各个标记圆的直径和相邻标记圆的公切点；计算单元4包括第一计算单元和第二计算单元，第一计算单元还包括对比单元，第一计算单元用于计算各个标记圆的直径，根据采集单元3获取的各个坐标点，计算相邻坐标点之间的距离d，并且根据d求出笔速v，其中v＝d*10；对比单元用于将数据进行整合并与书写宽度进行对比，即将步骤2中标记圆的直径为W-S与书写宽度的最小值minW进行对比判断，若W-S的值小于minW，则标记圆的直径为minW，若W-S的值不小于minW，则标记圆的直径为W-S。第二计算单元用于计算相邻各个标记圆的公切点，即根据采集单元3获得的坐标点和第一计算单元获得的标记圆的直径，计算出相邻标记圆的公切点。
整合单元5用于将相邻标记圆的公切点相连形成一个完整的封闭区域，并进行填充形成笔锋，本实施例中的终端2设备为android设备，可以为手机或者平板，为了绘图的效率，本实施例采用path的绘图方式，结合采用内塞尔曲线，依次连接步骤3中计算出的公切点，形成如图5所示的全封闭区域。
美化单元6用于根据客户的需求对书写内容进行缩放和调整书写内容的颜色，在填充封闭多边形区域时可以设置填充的颜色，本实施例中即通过path的方法填充多边形区域，最终得到笔锋效果，当缩放后，只需要针对path进行矩阵缩放变化，则能得到矢量不变模糊的笔锋效果。具体方法为：分别调用matrix的postScale和postTranslate，首先调用matrix的postScale，将用户需要缩放的系数传入到系统当中，然后调用matrix的postTranslate将屏幕x轴与y轴的偏移距离传入到系统当中。根据用户的需求设置完成缩放的参数后，通过path的transform方法，将缩放后的图像呈现在画布上，以达到缩放不失真的效果。该方法画的线为贝塞尔曲线，形成的笔锋十分美观，缩放时，直接针对path进行缩放，大大提高了渲染的效率。
另外，也可使用画布canvas的drawline方法，将上述过程中获得的各个点的坐标值传入系统中，根据传入两点的横坐标x和纵坐标y依次绘制直线，当用户需要进行缩放时，再次获得新的各个点的坐标值，根据更新后的坐标值再次绘制直线。该方法原理简单易实现，且适用于各种终端系统，能够保证缩放不失真，大大提高了用户的视觉感受。
如图9所示，本系统还包括扩展单元7，扩展单元7与带压感的手写输入终端2相连，在应用本发明时，如果手写输入设备1不能提供压感信息，则根据用户手写输入的速度，实现用户手写输入的笔锋效果，当扩展单元7与带压感的手写输入终端2相连时，可以同时根据用户手写输入的速度和压感，增强用户手写输入的笔锋效果。该扩展单元7亦可与其他外接设备相连，扩大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。
本发明实现笔锋效果的手写输入系统，包括手写输入设备1、终端2、采集单元3、计算单元4、整合单元5和美化单元6，该输入系统可以通过手写输入设备1在终端2上实现带有笔锋效果的涂鸦功能，其中美化单元6可以对涂鸦内容进行美化，如缩放和调整颜色等，且缩放不模糊不失真，能够完整体现用户的书写风格的笔锋、笔画。本发明还包括有扩展单元7，可以支持带压感的终端2，同时通过压感与书写速度增强笔锋的效果，适用范围广。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：
步骤1：在终端(2)上手写输入，并同时采集手写坐标点；
步骤2：以各个坐标点为圆心进行缩放，获得不同直径的标记圆；
步骤3：依次连接各个标记圆的公切点，形成一个封闭多边形区域；
步骤4：填充封闭多边形区域，形成笔锋后保存。
2.根据权利要求1所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述步骤1通过手写输入设备(1)在终端(2)上进行书写，所述步骤1还包括选择手写输入设备(1)的书写宽度W。
3.根据权利要求2所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述书写宽度的最小值为minW，且minW＝2毫米。
4.根据权利要求1所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述步骤1中采集手写坐标点的具体方法为：自定义视图区域和存储区域，依次监听手写输入设备(1)的按下、移动和抬起动作，并记录相应的坐标点且保存至存储区域。
5.根据权利要求1所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：计算相邻坐标点之间的距离d，根据d求出笔速v，其中v＝d*10，将得出的数据进行整合并与书写宽度W进行对比，得出各个标记圆的直径。
6.根据权利要求5所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述步骤2中标记圆的直径为W-S，若W-S的值小于minW，则标记圆的直径为minW，其中S为v-lastW的绝对值的平方根，其中lastW为前一个标记圆的直径。
7.根据权利要求1所述的一种实现笔锋效果的手写输入方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：依次连接相邻标记圆的公切点，即为两个相邻标记圆的外公切线，多个标记圆的外公切线形成一个封闭多边形区域。
8.一种实现笔锋效果的手写输入系统，其特征在于：包括手写输入设备(1)、终端(2)、采集单元(3)、计算单元(4)、整合单元(5)和美化单元(6)，所述手写输入终端(2)、采集单元(3)、计算单元(4)、整合单元(5)和美化单元(6)依次相连，
所述手写输入设备(1)用于在终端(2)手写输入；
所述终端(2)用于保存手写输入设备(1)的输入内容；
所述采集单元(3)用于采集用户手写输入过程中的手写坐标点；
所述计算单元(4)用于计算各个标记圆的直径和相邻标记圆的公切点；
所述整合单元(5)用于将相邻标记圆的公切点相连形成一个完整的封闭区域，并进行填充形成笔锋；
所述美化单元(6)用于根据客户的需求对书写内容进行缩放和调整书写内容的颜色。
9.根据权利要求8所述的一种实现笔锋效果的手写输入系统，其特征在于：所述计算单元(4)包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元还包括对比单元，所述第一计算单元用于计算各个标记圆的直径；所述对比单元用于将数据进行整合并与书写宽度进行对比；所述第二计算单元用于计算相邻各个标记圆的公切点。
10.根据权利要求8所述的一种实现笔锋效果的手写输入系统，其特征在于：还包括扩展单元(7)，所述扩展单元(7)与带压感的终端(2)相连。
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