CN106971370A - 一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法 - Google Patents

一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法，属于绘图领域。针对现有技术中存在的现有的平行比对的画图方式带来效率低下且经常出现漏画、成本高、过程复杂问题，本发明提供了一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法。通过：矢量图层处理器：负责对平面矢量图进行展示与控制；背景图层处理器：负责对图片或图像进行展示与控制；屏幕操作捕获器：负责实时捕捉手指在屏幕上的移动过程的坐标信息，并将此信息传输给图层联动器；功能选择器：记录在某一时刻对图层的操作方式；图层联动器：控制绘制顺序和图像变化。它可以实现保证画图效率高，方便简单，成本低。

Description

一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法
技术领域
本发明涉及绘图领域，更具体地说，涉及一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法。
背景技术
矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。
在建筑设计领域中，人们需要画大量的平面矢量图。当前画平面矢量图的方式一般为：把参考图放在旁边，一边对照一边画图，此为平行比对的画图方式。这种方式给画图人带来效率低下且经常出现漏画的问题。
现有技术中也有相应的矢量图画法，但是基于图片很难进行高效率转化，比如中国专利申请，申请号200910214551.7，公开日2010年12月22日，公开了一种多边形矢量图层快速叠合方法，它分别在三个环节提高计算效率：1)在处理流程中，通过外包矩形快速判断两图层中多边形的相离情况，避免了不必要的求交过程；2)提出了基于事件点组的平面扫描线算法进行多边形求交点，使得此步骤的计算复杂度由降低；3)利用所设计的事件点组的数据结构，又采用改进后的平衡二叉树保存线段与交点信息，使其能合理、有效的存储中间结果，优化处理效率，使本发明的计算效率得到大幅度提高。此发明解决了叠合分析的三大难题，具有适用性好、计算复杂度低和可保持原图精度的特点。但其运行机构复杂，针对于简单的图层转化效率低，成本高。
中国专利申请，申请号201410161481.4，公开日2014年7月16日，公开了一种标量图像转化为矢量图的方法，通过对原始图像进行线条化，得到图像的边缘轮廓图；对边缘轮廓图进行色阶标准化调整，获取线条增强的轮廓图；计算图像阈值，然后二值化图像阈值；获取边缘轮廓点，连续的边缘轮廓点构成一个多边形；对每个多边形的点进行曲线拟合；通过贝塞尔曲线绘制曲线拟合后的多边形，并用黑色填充，得到矢量边缘图；对原图通过双边滤波迭代进行图像平滑，获取平面光滑的图像；平面图像和矢量边缘图像进行正片叠底运算，最终获取轮廓清晰的矢量化卡通图像。此发明的积极效果是：处理速度快，可在智能手机上实现其算法；处理效果好，图像平滑，色彩丰富、轮廓清晰；扩展性强，可改变为多种矢量特效。此方案主要是针对于特效进行渲染方案，UI与直接图片进行转化和叠加并没有给出相应的说明，且过程复杂，成本高。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的现有的平行比对的画图方式带来效率低下且经常出现漏画、成本高、过程复杂问题，本发明提供了一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统及方法。它可以实现保证画图效率高，方便简单，成本低。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统，包括：
矢量图层处理器：负责对平面矢量图进行展示与控制；
背景图层处理器：负责对图片或图像进行展示与控制；
屏幕操作捕获器：负责实时捕捉手指在屏幕上的移动过程的坐标信息，并将此信息传输给图层联动器；
功能选择器：记录在某一时刻对图层的操作方式，并对操作方式进行选择；
图层联动器：控制背景图层处理器与矢量图层处理器的绘制顺序，并从屏幕操作捕捉器获取的手指移动坐标分别发送给背景图层处理器与矢量图层处理器。
更进一步的，所述矢量图层处理器的展示与控制包括：显示平面矢量图或不显示平面矢量图，平移、旋转或缩放平面矢量图。
更进一步的，背景图层处理器的展示与控制包括：显示图片或不显示图片，平移、旋转或缩放图片。
更进一步的，所述的系统设置于计算机或服务器中，相应的屏幕操作通过外部设备进行输入。外部设备可以为触摸显示屏、鼠标和键盘，手写板以及其他可以进行输入的设备，兼容性好。
更进一步的，包括绘制的顺序控制和绘制的同步控制；
绘制的顺序控制：先判断在2D坐标系统绘制还是3D坐标系统绘制，若为2D坐标系统绘制，背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；
若为3D坐标系统绘制，判断深度检测功能开关是否打开，如果已打开，则以视距控制，离观察点较近的面绘制矢量图层，离眼睛较远的面绘制背景图层，如未打开，背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；深度检测功能开关是3D领域的技术术语，即检测3D模型离观察点或屏幕的距离；
图层联动器从功能选择器中查询当前的操作方式，并根据当前的操作方式对平面矢量图和图片进行相应控制。
更进一步的，功能选择器中的操作方式包括但不限于“平移”、“缩放”或“旋转”。
更进一步的，平移的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的位移Vx和Y轴上的位移Vy；
3)将矢量位移Vx和矢量位移Vy传输给矢量图层处理器；
4)由矢量图层处理器根据矢量位移Vx和矢量位移Vy控制矢量图层的平移；
5)将矢量位移Vx和矢量位移Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的矢量位移Tx和矢量位移Ty，并将此新的矢量位移Tx和矢量位移Ty传输给背景图层处理器；
6)由背景图层处理器根据矢量位移Tx和矢量位移Ty控制背景图层的平移；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合。
更进一步的，缩放的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的缩放值Vx和Y轴上的缩放值Vy；
3)将缩放值Vx和缩放值Vy传输给矢量图层处理器；
4)由矢量图层处理器根据缩放值Vx和缩放值Vy控制矢量图层的缩放；
5)将缩放值Vx和缩放值Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的缩放值Tx和缩放值Ty，并将此新的缩放值Tx和缩放值Ty传输给背景图层处理器；
6)由背景图层处理器根据缩放值Tx和缩放值Ty控制背景图层的缩放；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的。
更进一步的，缩放的步骤中，透视比值T的取值范围为正实数，在2D坐标系统中，透视比值T的值为整数1；在3D坐标系统中，透视比值T的值为远平面高度除以近平面高度，远平面是背景图层所在的平面，近平面是矢量图层所在的平面。
更进一步的，旋转的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标计算在2D世界坐标系的旋转角度Δa；
3)旋转角度Δa有矢量方向，即旋转角度Δa的正方向分别表示逆时针或者顺时针旋转，旋转角度Δa的负方向表示与正方向的相反方向旋转；
4)将旋转角度Δa传输给背景图层处理器，由背景图层处理器根据旋转角度Δa控制背景图层的旋转；
5)将旋转角度Δa传输给矢量图层处理器；
6)由矢量图层处理器根据旋转角度Δa控制矢量图层的旋转；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)在建筑设计领域中，人们需要画大量的平面矢量图。当前画平面矢量图的方式一般为：把参考图片放在一边进行参考，此为平行比对的画图方式。这种方式给画图人带来效率低下且经常出现漏画的问题，本方案提供了一种以参照图像在下层绘制、矢量操作在上层绘制的一种新的绘制方法，并且在进行平移或者缩放或者旋转操作时，可以做到背景图层处与矢量图层同步，效率高，且不会漏画；
(2)本方案的系统结构简单，可以设置于多种设备中，如计算机、移动终端，通过各种外设方便进行输入，操作简单方便；
(3)矢量图层处理器和背景图层处理器可以自由进行“平移”、“缩放”或“旋转”等各种操作，操作方式多样，操作方便快捷效率高，适合互联网方式推广；
(4)本方案直接通过图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指的坐标来进行相应的处理，获取信息少，处理效率高，且对于多个方向都可以进行相应的移动等处理，范围广，操作简单；
(5)本方案不仅不可以在2D坐标系统还可以在3D坐标系统进行相应的操作，操作兼容性好，可以插入多种作图软件进行工作，效率高，可使用面广。
附图说明
图1为本发明的双图层叠加画图方式系统结构示意图；
图2为双图层叠加画图方式的示意图；
图3为双图层叠加画图方式的3D透视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
如图3所示，本发明公开了一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，本方案系统包括5个模块，即矢量图层处理器、背景图层处理器、屏幕操作捕获器、功能选择器、图层联动器，通过此5个模块的相互协作，发明了一种双图层的叠加画图方式，解决了现有的平行比对的画图方式带来效率低下且经常出现漏画的问题。
基于图片作为背景画平面矢量图的方法，尤其涉及一个矢量图层展示、一个图像图层展示，这两个图层一般以联动或各自独立的方式进行叠加展示的方法。
五个模块功能如下，矢量图层处理器：负责对平面矢量图进行展示与控制，如：显示平面矢量图或者不显示平面矢量图或者也可以平移平面矢量图或者旋转平面矢量图或者缩放平面矢量图，但不限于以上操作功能；
背景图层处理器：负责对图片或图像进行展示与控制，如：显示背景图片或图像或者不显示背景图片或图像或者也可以对其平移背景图片或图像或者旋转背景图片或图像或者缩放背景图片或图像，但不限于以上操作功能；
屏幕操作捕捉器：负责实时捕捉手指在屏幕上的移动过程的坐标信息，并将此信息传输给图层联动器；
功能选择器：记录在某一时刻对图层的操作方式，此操作方式包括：平移或者缩放或者旋转；
图层联动器：控制背景图层处理器与矢量图层处理器的绘制顺序，并从屏幕操作捕捉器获取的手指移动坐标分别发送给背景图层处理器与矢量图层处理器，以做到背景图层处理器和矢量图层处理器对图层的平移或者旋转或者缩放的绘制同步；
通过五个部分可以对两个图层进行重合，进行相应的矢量图层的绘制，绘制快速，重合度高，且不易出错。本发明提及的矢量图层与背景图层属于逻辑上的聚合，并非从物理上将其严格分为两层，即各自为独立的对象。
实施例2
如图1-2所示，基于图片作为背景画平面矢量图的方法的技术实现方案的实现方法，其包括两部分：绘制的顺序控制和绘制的同步控制。
第一部分，绘制的顺序控制。
如果是2D坐标系统中绘制，是通过绘制顺序标识来控制背景图层处理器与矢量图层处理器的绘制先后顺序，即绘制顺序标识设置为：背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；以达到底层为背景图层、上层为矢量图层的叠加效果。
如果是3D坐标系统中绘制，首先需要判断深度检测功能开关是否打开，如果已打开，则以视距控制，即离眼睛较近的面绘制矢量图层，离眼睛较远的面绘制背景图层，以达到底层为背景图层、上层为矢量图层的叠加效果。如果已关闭，仍通过绘制顺序标识来控制背景图层处理器与矢量图层处理器的绘制先后顺序，即绘制顺序标识设置为：背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；以达到底层为背景图层、上层为矢量图层的叠加效果。在绘制时候，为了绘图方便，需要对图像进行相应的“平移”或“缩放”或“旋转”，此时需要进行同步控制，保证使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的。
第二部分，绘制的同步控制。
图层联动器从功能选择器中查询当前的操作方式，并分别根据“平移”或“缩放”或“旋转”进行如下处理：
平移：图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标，并根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的位移Vx和Y轴上的位移Vy(对于位移Vx和Vy的计算的具体算法在现有技术中已经广泛使用，此处不再赘述)。位移Vx的正方向表示沿2D世界坐标系X轴的正方向或者负方向移动，位移Vx的负方向表示与位移Vx的正方向相反方向移动；位移Vy的正方向表示沿2D世界坐标系Y轴的正方向或者负方向移动，位移Vy的负方向表示与位移Vy的正方向相反方向移动；将矢量位移Vx和矢量位移Vy传输给矢量图层处理器，由矢量图层处理器根据矢量位移Vx和矢量位移Vy控制矢量图层的平移；将矢量位移Vx和矢量位移Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的矢量位移Tx和矢量位移Ty，并将此新的矢量位移Tx和矢量位移Ty传输给背景图层处理器，由背景图层处理器根据矢量位移Tx和矢量位移Ty控制背景图层的平移；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的；
缩放：图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标，并根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的缩放值Vx和Y轴上的缩放值Vy(对于缩放值Vx和Vy的计算的具体算法在现有技术中已经广泛使用，此处不再赘述)。将缩放值Vx和缩放值Vy传输给矢量图层处理器，由矢量图层处理器根据缩放值Vx和缩放值Vy控制矢量图层的缩放；将缩放值Vx和缩放值Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的缩放值Tx和缩放值Ty，并将此新的缩放值Tx和缩放值Ty传输给背景图层处理器，由背景图层处理器根据缩放值Tx和缩放值Ty控制背景图层的缩放；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的；
旋转：图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标，并根据此移动前坐标与移动后的坐标计算在2D世界坐标系的旋转角度Δa(对于旋转角度Δa的计算的具体算法在现有技术中已经广泛使用，此处不再赘述)。旋转角度Δa有矢量方向，即旋转角度Δa的正方向分别表示逆时针或者顺时针旋转，旋转角度Δa的负方向表示与正方向的相反方向旋转；将旋转角度Δa传输给背景图层处理器，由背景图层处理器根据旋转角度Δa控制背景图层的旋转；将旋转角度Δa传输给矢量图层处理器，由矢量图层处理器根据旋转角度Δa控制矢量图层的旋转；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的；
透视比值计算技术方案。假设透视比值为T，T的取值范围为正实数。在2D坐标系统中，透视比值T的值为整数1；在3D坐标系统中，透视比值T的值为远平面高度除以近平面高度，远平面是背景图层所在的平面，近平面是矢量图层所在的平面。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统，其特征在于，包括：
矢量图层处理器：负责对平面矢量图进行展示与控制；
背景图层处理器：负责对图片或图像进行展示与控制；
屏幕操作捕获器：负责实时捕捉手指在屏幕上的移动过程的坐标信息，并将此信息传输给图层联动器；
功能选择器：记录在某一时刻对图层的操作方式，并对操作方式进行选择；
图层联动器：控制背景图层处理器与矢量图层处理器的绘制顺序，并从屏幕操作捕捉器获取的手指移动坐标分别发送给背景图层处理器与矢量图层处理器。
2.根据权利要求1所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统，其特征在于：所述矢量图层处理器的展示与控制包括：显示平面矢量图或不显示平面矢量图，平移、旋转或缩放平面矢量图。
3.根据权利要求1所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统，其特征在于：背景图层处理器的展示与控制包括：显示图片或不显示图片，平移、旋转或缩放图片。
4.根据权利要求1所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的系统，其特征在于：所述的系统设置于计算机或服务器中，相应的屏幕操作通过外部设备进行输入。
5.一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：包括绘制的顺序控制和绘制的同步控制；
绘制的顺序控制：先判断在2D坐标系统绘制还是3D坐标系统绘制，若为2D坐标系统绘制，背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；
若为3D坐标系统绘制，判断深度检测功能开关是否打开，如果已打开，则以视距控制，离观察点较近的面绘制矢量图层，离眼睛较远的面绘制背景图层，如未打开，背景图层处理器先绘制，矢量图层处理器后绘制；
图层联动器从功能选择器中查询当前的操作方式，并根据当前的操作方式对平面矢量图和图片进行相应控制。
6.根据权利要求5所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：功能选择器中的操作方式包括但不限于“平移”、“缩放”或“旋转”。
7.根据权利要求6所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：平移的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的位移Vx和Y轴上的位移Vy；
3)将矢量位移Vx和矢量位移Vy传输给矢量图层处理器；
4)由矢量图层处理器根据矢量位移Vx和矢量位移Vy控制矢量图层的平移；
5)将矢量位移Vx和矢量位移Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的矢量位移Tx和矢量位移Ty，并将此新的矢量位移Tx和矢量位移Ty传输给背景图层处理器；
6)由背景图层处理器根据矢量位移Tx和矢量位移Ty控制背景图层的平移；使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合。
8.根据权利要求6所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：缩放的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标分别计算在2D世界坐标系分别在X轴上的缩放值Vx和Y轴上的缩放值Vy；
3)将缩放值Vx和缩放值Vy传输给矢量图层处理器；
4)由矢量图层处理器根据缩放值Vx和缩放值Vy控制矢量图层的缩放；
5)将缩放值Vx和缩放值Vy分别都乘以透视比值为T，得到新的缩放值Tx和缩放值Ty，并将此新的缩放值Tx和缩放值Ty传输给背景图层处理器；
6)由背景图层处理器根据缩放值Tx和缩放值Ty控制背景图层的缩放，使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合的。
9.根据权利要求8所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：缩放的步骤中，透视比值T的取值范围为正实数，在2D坐标系统中，透视比值T的值为整数1；在3D坐标系统中，透视比值T的值为远平面高度除以近平面高度，远平面是背景图层所在的平面，近平面是矢量图层所在的平面。
10.根据权利要求6所述的一种基于图片作为背景画平面矢量图的方法，其特征在于：旋转的步骤如下：
1)图层联动器从屏幕操作捕捉器中获取各个手指在2D世界坐标系分别在X轴和在Y轴上移动前坐标和移动后的坐标；
2)根据此移动前坐标与移动后的坐标计算在2D世界坐标系的旋转角度Δa；
3)旋转角度Δa有矢量方向，即旋转角度Δa的正方向分别表示逆时针或者顺时针旋转，旋转角度Δa的负方向表示与正方向的相反方向旋转；
4)将旋转角度Δa传输给背景图层处理器，由背景图层处理器根据旋转角度Δa控制背景图层的旋转；
5)将旋转角度Δa传输给矢量图层处理器；
6)由矢量图层处理器根据旋转角度Δa控制矢量图层的旋转，使得用户看到的平面矢量图与背景图片或图像仍是同步重合。
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