CN111063005B - 一种笔迹的处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种笔迹的处理方法及装置，属于图形处理领域。本发明的方法为获取笔迹数据，并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；根据触摸点的数量进行插值操作；针对触摸点之间的插值点进行扇形处理；再根据预设宽度获取扇形处理后的插值点对应的边缘点；然后根据边缘点绘制线段。本发明的装置包括取模块、插值模块、处理模块、边缘模块和绘制模块，理模块和获取模块分别与插值模块连接，且处理模块和绘制模块分别与边缘模块连接。本发明的目的在于克服现有技术中，触屏设备中绘制的线条不符合实际的手写笔迹的描绘效果的不足，本发明可以光滑连接笔迹绘制过程中的各个触摸点，提高了笔迹绘制的逼真度。

Description

一种笔迹的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及图形处理领域，更具体地说，涉及一种笔迹的处理方法及装置。
背景技术
随着计算机设备的普及，利用计算机设备进行文字输入已成为人们日常生活的一部分。在即时通信、电子签名等多种应用场景中，电子设备中集成的绘图或书写等功能应用，进入绘图或书写等功能应用后，用户可在电子设备的操作界面上通过触摸或书写工具进行绘图及书写操作。目前，常用的做法是获取原始的输入笔迹，并不对输入的笔迹进行美化处理。例如，即时通信软件中手写输入模式。然而，对于这些手写轨迹的处理往往风格单调，缺乏个性，不够生动。
目前，现有的手写笔迹的美化技术通常利用笔画模拟、笔画匹配、模板融合等技术将手写输入的文字转换成预设的几种或几十种笔体中的一种。然而这种方式不能很好地反映每个用户的书写个性，使得在电子签名等领域中无法有效推广。
为了解决手写笔迹无法体现个性化的问题，市场上还出现一种电子写字板，其具有压力传感器等传感装置，写字板可以所检测到的手写输入时的压力值、速度值等来绘制能体现原始笔迹、且具有毛笔或钢笔美化效果的手写笔迹。但该电子写字板需要用户单独购买，成本过高。此外，用户还可通过手势操作或相应选项对线条笔迹进行缩放或移动等调整操作，而对线条笔迹的缩放或移动过程实际可看作根据用户的调整操作指令，形成新的线条笔迹并将新的线条笔迹重新呈现在调整后所对应位置处的过程。对于上述线条笔迹的调整操作，在实现过程中通常需要较大的运算量，影响了线条重呈现的响应速率且容易导致交互式的电子设备出现系统卡顿的问题，进一步导致笔迹的美化效果差，笔迹绘制的逼真度较低。
因此，需要对现有的手写笔迹的美化方案进行改进，使得用户利用鼠标、触摸笔等常用轨迹输入装置来得到具有美化效果的手写笔迹。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于克服现有技术中，触屏设备中绘制的线条不符合实际的手写笔迹的描绘效果的不足，提供了一种笔迹的处理方法及装置，可以光滑连接笔迹绘制过程中的各个触摸点，从而使得绘制的线条符合实际的笔迹描绘效果，进而提高了笔迹绘制的逼真度。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种笔迹的处理方法，包括获取笔迹数据，并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；根据触摸点的数量进行插值操作；针对触摸点之间的插值点进行扇形处理；再根据预设宽度获取扇形处理后的插值点对应的边缘点，然后根据边缘点绘制线段。
更进一步地，根据触摸点Pn的数量n进行插值操作具体过程为：
当n＝1时，不进行插值操作；
当n＝2时，在触摸点之间插入一个插值点，该插值点为P1和P2的中点；并且将第二个触摸点P2标记为临时点；
当n>2时，依次选取相邻的三个触摸点Px，Py和Pz，循环以下步骤：
先删除临时点，再选取Px和Py的中点P(x+y)/2以及Py和Pz的中点P(z+y)/2作为起始点，并将Py作为控制点；然后计算P(x+y)/2、P(z+y)/2和Py之间的距离总和L，再根据L和预设固定长度d计算插值点总数M，而后根据贝塞尔曲线计算插值点的坐标值和压力值，最后插入Pz作为临时点；
其中，1≤x≤n-2，2≤y≤n-1，3≤z≤n。
更进一步地，距离总和
Figure BDA0002317265080000021
插值点总数M＝L/d。
更进一步地，第m个插值点Pm的坐标值的计算公式为：
Figure BDA0002317265080000022
第m个插值点Pm的压力值的计算公式为：
Figure BDA0002317265080000023
其中，P()/2的坐标值P(+y)/2坐＝(Px坐+Py坐)/2；P()/的坐标值P()/坐＝(Pz坐+Py坐)/2；P()/2的压力值P(+y)/2压＝(Px压+Py压)/2；P()/的压力值P()/压＝(Pz压+Py压)/2。
更进一步地，针对触摸点之间的插值点进行扇形处理的具体过程为：将向量
Figure BDA0002317265080000024
的法向量作为插值点Pm的法向量
Figure BDA0002317265080000025
若
Figure BDA0002317265080000026
和
Figure BDA0002317265080000027
间的夹角α＜60°，则将向量
Figure BDA0002317265080000028
的单位向量作为插值点Pm的法向量
Figure BDA0002317265080000029
以Pm为圆心将
Figure BDA00023172650800000210
沿
Figure BDA00023172650800000211
的两侧分别旋转
Figure BDA00023172650800000212
其中，弧长间隔为L’。
更进一步地，通过下列公式计算第m个插值点Pm对应的边缘点：
第m个插值点Pm的左边缘点坐标值为：
Figure BDA0002317265080000031
第m个插值点Pm的右边缘点坐标值为：
Figure BDA0002317265080000032
其中，w为预设宽度。
更进一步地，根据边缘点绘制线段的具体步骤为，若绘制实心线段，先依次连接边缘点，再利用颜色填充边缘点形成的闭合区域；若绘制空心线段，按顺序依次连接边缘点；若绘制效果线段，先依次连接边缘点，再利用效果贴图填充边缘点形成的闭合区域。
本发明的一种采用上述的一种笔迹的处理方法的处理装置。
更进一步地，包括获取模块，该获取模块用于获取并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；插值模块，该插值模块根据触摸点的数量进行插值操作；处理模块，该处理模块用于对插值点进行扇形处理；边缘模块，该边缘模块用于计算插值点的边缘点；绘制模块，该绘制模块用于绘制线段。
更进一步地，插值模块包括判断模块和计算模块，判断模块与计算模块连接，其中，判断模块用于判断是否进行插值操作，计算模块用于计算插值点的坐标值和压力值并插入插值点。
更进一步地，处理模块和获取模块分别与插值模块连接，且处理模块和绘制模块分别与边缘模块连接。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种笔迹的处理方法，通过使用矢量算法代替圆切线计算，从而可以大量减少在边缘计算的计算量，进而可以提高笔迹绘制的效率；此外，根据边缘点绘制线段，可以光滑连接笔迹绘制过程中的各个触摸点，绘制的线段符合实际的笔迹描绘效果，大大提高了笔迹绘制的逼真度。
(2)本发明的一种笔迹的处理装置，通过设置获取模块、插值模块、处理模块、边缘模块和绘制模块，从而可以实现触摸点的光滑连接，并且可以通过对插值点的扇形处理，可以提高笔迹绘制的效率，进一步使得绘制的线条符合实际的笔迹描绘效果，大大提高了笔迹绘制的逼真度。
附图说明
图1为本发明一种笔迹的处理方法的流程示意图；
图2为本发明一种笔迹的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1所示，本发明的一种笔迹的处理方法，包括以下步骤：
获取笔迹数据，并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；然后根据触摸点的数量进行插值操作；之后再对触摸点之间的插值点进行扇形处理，从而可以使得绘制的笔迹达到扇形的效果，进而可以提高笔迹绘制的逼真度。进一步地，根据预设宽度获扇形处理后的插值点对应的边缘点，从而可以模拟手写笔迹的粗细效果；最后根据边缘点绘制线段，绘制的线段符合实际的笔迹描绘效果，大大提高了笔迹绘制的逼真度。
值得说明的是，根据触摸点Pn的数量n进行插值操作具体过程为：
当n＝1时，不进行插值操作；
当n＝2时，在触摸点之间插入一个插值点，该插值点为P1和P2的中点；值得说明的是，该插值点P’的坐标值为(P1坐+P2坐)/2，P’的压力值为(P1压+P2压)/2；Pn坐代表第n个点的坐标值，Pn压代表第n个点的压力值；并且将第二个触摸点P2标记为临时点；
当n>2时，依次选取相邻的三个触摸点Px，Py和Pz，循环以下步骤：
先删除临时点，再选取Px和Py的中点P(x+y)/2以及Py和Pz的中点P(z+y)/2作为起始点，并将Py作为控制点；然后计算P(x+y)/2、P(z+y)/2和Py之间的距离总和L，再根据L和预设固定长度d计算插值点总数M，其中，距离总和
Figure BDA0002317265080000041
插值点总数M＝L/d；值得说明的是，预设固定长度d根据显示设备的类型/分辨率来确定。
而后根据贝塞尔曲线计算插值点的坐标值和压力值，最后插入Pz作为临时点；其中，1≤x≤n-2，2≤y≤n-1，3≤z≤n。值得说明的是，标记临时点可以使得显示的线段位置精确匹配采集点的位置。
根据贝塞尔曲线计算插值点的坐标值和压力值的具体公式如下：
第m个插值点Pm的坐标值的计算公式为：
Figure BDA0002317265080000051
第m个插值点Pm的压力值的计算公式为：
Figure BDA0002317265080000052
其中，P()/2的坐标值P(+y)/2坐＝(Px坐+Py坐)/2；P()/的坐标值P()/坐＝(Pz坐+Py坐)/2；P()/2的压力值P(+y)/2压＝(Px压+Py压)/2；P()/的压力值P()/压＝(Pz压+Py压)/2。需要说明的是，采用触摸点的中间点作为起始点，从而可以更自然地衔接触摸点之间的连接；而且采用预设固定长度d进行插值，大大减少了计算量，进一步提高了笔迹绘制的效率。
此外，针对触摸点之间的插值点进行扇形处理的具体过程为：将向量
Figure BDA0002317265080000053
的法向量作为插值点Pm的法向量
Figure BDA0002317265080000054
若
Figure BDA0002317265080000055
和
Figure BDA0002317265080000056
间的夹角α＜60°，则将向量
Figure BDA0002317265080000057
的单位向量作为插值点Pm的法向量
Figure BDA0002317265080000058
以Pm为圆心将
Figure BDA0002317265080000059
沿
Figure BDA00023172650800000510
的两侧分别旋转
Figure BDA00023172650800000511
其中，弧长间隔为L’，弧长间隔为预设值，本实施例的L’值与预设固定长度d相等。值得说明的是，通过使用矢量算法代替圆切线计算，从而可以大量减少在边缘计算的计算量，进而可以提高笔迹绘制的效率，进一步提高了笔迹绘制的逼真度。
进一步地，通过下列公式计算第m个插值点Pm对应的边缘点：
第m个插值点Pm的左边缘点坐标值为：
Figure BDA00023172650800000512
第m个插值点Pm的右边缘点坐标值为：
Figure BDA00023172650800000513
其中，w为预设宽度。
值得进一步说明的是，根据边缘点绘制线段的具体过程为：若绘制实心线段，先依次连接边缘点，再利用颜色填充边缘点形成的闭合区域；若绘制空心线段，按顺序依次连接边缘点；若绘制效果线段，先依次连接边缘点，再利用效果贴图填充边缘点形成的闭合区域；例如可以填充星空效果、彩虹效果或铅笔效果等。值得说明的是，根据边缘点绘制线段，可以光滑连接笔迹绘制过程中的各个触摸点，绘制的线段符合实际的笔迹描绘效果，大大提高了笔迹绘制的逼真度。
通过绘制线段，使得绘制的线条符合实际的笔迹描绘效果；本实施例可以通过OpenGL、Direct3D、Vulkan绘制线段，且可以通过洪水填充算法进行闭合区域的填充。
结合图2所示，本发明的一种采用上述的一种笔迹的处理方法的处理装置，包括获取模块、插值模块、处理模块、边缘模块和绘制模块，处理模块和获取模块分别与插值模块连接，且处理模块和绘制模块分别与边缘模块连接。其中，获取模块用于获取并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；插值模块根据触摸点的数量进行插值操作；值得说明的是，插值模块包括判断模块和计算模块，判断模块与计算模块连接，其中，判断模块用于判断是否进行插值操作，具体地判断模块根据触摸点的数量判断是否进行插值操作，计算模块用于计算插值点的坐标值和压力值并插入插值点。此外，处理模块用于对插值点进行扇形处理；边缘模块用于计算插值点的边缘点；绘制模块用于绘制线段。通过上述模块即可进行笔迹绘制。
本发明的一种笔迹的处理装置，通过设置获取模块、插值模块、处理模块、边缘模块和绘制模块，从而可以实现触摸点的光滑连接，并且可以通过对插值点的扇形处理，可以提高笔迹绘制的效率，进一步使得绘制的线条符合实际的笔迹描绘效果，大大提高了笔迹绘制的逼真度。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

Claims (6)

1.一种笔迹的处理方法，其特征在于：包括
获取笔迹数据，并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；
根据触摸点的数量进行插值操作；
针对触摸点之间的插值点进行扇形处理；
根据预设宽度获取扇形处理后的插值点对应的边缘点，然后根据边缘点绘制线段；根据触摸点Pn的数量n进行插值操作具体过程为：
当n＝1时，不进行插值操作；
当n＝2时，在触摸点之间插入一个插值点，该插值点为P1和P2的中点；并且将第二个触摸点P2标记为临时点；
当n>2时，依次选取相邻的三个触摸点Px，Py和Pz，循环以下步骤：
先删除临时点，再选取Px和Py的中点P(x+y)/2以及Py和Pz的中点P(z+y)/2作为起始点，并将Py作为控制点；然后计算P(x+y)/2、P(z+y)/2和Py之间的距离总和L，再根据L和预设固定长度d计算插值点总数M，而后根据贝塞尔曲线计算插值点的坐标值和压力值，最后插入Pz作为临时点；
其中，1≤x≤n-2，2≤y≤n-1，3≤z≤n；
距离总和
Figure FDA0004115883130000011
插值点总数M＝L/d；第m个插值点Pm的坐标值的计算公式为：
Figure FDA0004115883130000012
第m个插值点Pm的压力值的计算公式为：
Figure FDA0004115883130000013
其中，P(x+y)/2的坐标值P(x+y)/2坐＝(Px坐+Py坐)/2；P(z+y)/2的坐标值P(z+y)/2坐＝(Pz坐+Py坐)/2；P(x+y)/2的压力值P(x+y)/2压＝(Px压+Py压)/2；P(z+y)/2的压力值P(z+y)/2压＝(Pz压+Py压)/2。
2.根据权利要求1所述的一种笔迹的处理方法，其特征在于：针对触摸点之间的插值点进行扇形处理的具体过程为：将向量
Figure FDA0004115883130000014
的法向量作为插值点Pm的法向量
Figure FDA0004115883130000015
若
Figure FDA0004115883130000016
和
Figure FDA0004115883130000017
间的夹角α＜60°，则将向量
Figure FDA0004115883130000018
的单位向量作为插值点Pm的法向量
Figure FDA0004115883130000019
以Pm为圆心将
Figure FDA00041158831300000110
沿
Figure FDA00041158831300000111
的两侧分别旋转
Figure FDA00041158831300000112
其中，弧长间隔为L’。
3.根据权利要求2所述的一种笔迹的处理方法，其特征在于：通过下列公式计算第m个插值点Pm对应的边缘点：
第m个插值点Pm的左边缘点坐标值为：
Figure FDA0004115883130000021
第m个插值点Pm的右边缘点坐标值为：
Figure FDA0004115883130000022
其中，w为预设宽度。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种笔迹的处理方法，其特征在于：
根据边缘点绘制线段的具体步骤为，
若绘制实心线段，先依次连接边缘点，再利用颜色填充边缘点形成的闭合区域；
若绘制空心线段，按顺序依次连接边缘点；
若绘制效果线段，先依次连接边缘点，再利用效果贴图填充边缘点形成的闭合区域。
5.一种采用权利要求1～4任一项所述的笔迹的处理方法的处理装置，包括获取模块、插值模块、处理模块、边缘模块和绘制模块，处理模块和获取模块分别与插值模块连接，且处理模块和绘制模块分别与边缘模块连接；其中，获取模块用于获取并存储笔迹上的每一个触摸点的坐标值和压力值；插值模块根据触摸点的数量进行插值操作；处理模块用于对插值点进行扇形处理；边缘模块用于计算插值点的边缘点。
6.根据权利要求5所述的一种笔迹的处理装置，其特征在于：插值模块包括判断模块和计算模块，判断模块与计算模块连接，其中，判断模块用于判断是否进行插值操作，计算模块用于计算插值点的坐标值和压力值并插入插值点。
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