CN111142770B - 一种生成笔锋的方法及处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生成笔锋的方法及处理装置，属于电子笔迹技术领域。本发明方法包括以下步骤：获取并存储每一个触摸点的坐标值及触摸点的数量n；当n≥4时，计算最后四个触摸点的宽度值，再根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值绘制轮廓线，而后依据预设的颜色填充由轮廓线围成的空白区域得到笔锋。本发明的一种生成笔锋的处理装置包括获取模块、校准模块、计算模块和处理模块，计算模块和获取模块分别与校准模块连接，计算模块和绘制模块分别与处理模块连接。本发明目的在于克服现有技术中，电子书写笔迹缺少笔锋的的不足，本发明可以生成笔迹的笔锋，且可以使得生成的笔锋具有较好的仿真书写效果。

Description

一种生成笔锋的方法及处理装置
技术领域
本发明涉及电子笔迹技术领域，更具体地说，涉及一种生成笔锋的方法及处理装置。
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。在交互智能平板领域，笔迹书写功能作为交互智能平板越来越重要的功能之一，已经广泛的应用于在人们的工作和学习之中，极大的提高了人们的工作及学习效果；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。例如，在教学场景下，老师可以在当前交互智能平板上进行笔迹书写，学生通过交互智能平板能够观看到老师书写的笔迹。
目前，传统的笔迹为折现或者曲线，缺少笔锋，书写体验较差；绝大部分触摸设备不支持压感，笔锋的生成需要靠白板软件算法完成，且触摸设备精度与刷新率差异较大，单一的笔迹末尾优化方式对点的处理将会产生差异较大的使用体验。
针对上述问题，现有技术也给出了一些解决方案，例如发明创造名称为：笔迹绘制方法、装置、交互智能平板和存储介质(申请日：2018年8月28日；申请号：201810987750.0)，该方案公开了一种笔迹绘制方法、装置、交互智能平板和存储介质，应用于交互智能平板。方法包括：获取触摸点；触摸点为交互智能平板触摸屏上的笔迹书写事件触发的多个点；计算触摸点的宽度，以及触摸点对应的笔迹的骨架线；确定笔迹的轮廓线；轮廓线根据触摸点的宽度计算得到；获取轮廓线中的拐点，生成拐点对应的贝塞尔曲线，作为平滑后的轮廓线；贝塞尔曲线的走向由骨架线的走向决定；根据平滑后的轮廓线绘制笔迹；虽然该方案可以生成笔锋，但是该方案的不足之处在于计算量较大且计算方法比较复杂。
综上所述，如何生成笔迹的笔锋以获得书写的笔迹效果，是现有技术亟需解决的问题。
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，电子书写笔迹缺少笔锋的的不足，提供了一种生成笔锋的方法及处理装置，可以生成笔迹的笔锋，且可以使得生成的笔锋具有较好的仿真书写效果。
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：
本发明的一种生成笔锋的方法，获取并存储每一个触摸点的坐标值及触摸点的数量n；当n≥4时，计算最后四个触摸点的宽度值，再根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值绘制轮廓线，而后依据预设的颜色填充由轮廓线围成的空白区域得到笔锋。
更进一步地，计算最后四个触摸点的宽度值的具体过程为：设定最后四个触摸点分别为Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3，其中，Pn代表第n个触摸点；先设定预设宽度值w，再根据预设宽度值w计算距离值step，之后根据预设宽度值w和距离值step计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度。
更进一步地，利用以下公式计算距离值step：step＝(w-1)/a；其中，a为优化系数。
更进一步地，利用以下公式计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度：设定Pn-3的宽度值Wn-3为w；Pn-2的宽度值：Wn-2＝w-step；Pn-1的宽度值：Wn-1＝w-2*step；Pn的宽度值：Wn＝w-3*step。
更进一步地，计算优化系数a的具体过程为：计算所有触摸点生成的平均间隔时间tav；计算校准系数ptav＝stav/tav，其中，stav为触摸点生成的平均间隔时间基准值；计算优化系数a＝3*ptav；a取整数。
更进一步地，若a<1，则a＝1；若1≤a≤8，则a＝3*ptav；若a>8，则a＝8。
更进一步地，绘制轮廓线的具体过程为：先根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值分别生成垂直线，并根据最后一个触摸点的坐标值及宽度值生成半圆；之后依次连接垂直线两端对应的端点并与半圆连接生成轮廓线。
更进一步地，生成垂直线和半圆的具体过程为：
以Pn-3的坐标值为中心作垂直线Ln-3，Ln-3垂直于直线Pn-3Pn-2，且Ln-3两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-3/2；
以Pn-2的坐标值为中心作垂直线Ln-2，Ln-2垂直于直线Pn-2Pn-1，且Ln-2两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-2/2；
以Pn-1的坐标值为中心作垂直线Ln-1，Ln-1垂直于直线Pn-1Pn，且Ln-1两端的端点与Pn-1之间的距离均为Wn-1/2；
以Pn的坐标值为中心作竖直线Ln，Ln两端的端点与Pn之间的距离均为Wn/2；再以Ln为直径，以Pn的坐标值为圆心生成半圆。
本发明一种采用上述的一种生成笔锋的方法的处理装置。
更进一步地，包括获取模块、校准模块、计算模块、处理模块和绘制模块，计算模块和获取模块分别与校准模块连接，且计算模块与绘制模块分别与处理模块连接；其中，校准模块用于计算优化系数a。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种生成笔锋的方法，通过计算最后四个触摸点的宽度值，而后依据最后四个触摸点的坐标值和宽度值生成笔锋；本发明方法通过简单的计算即可生成笔锋，大大提高了笔锋的生成效率，进一步地提高了笔锋的逼真度，使得生成的笔锋具有较好的仿真效果。
(2)本发明的一种生成笔锋的处理装置，通过各个模块的相互配合，可以简单高效的生成笔迹的笔锋，并且生成的笔锋具有较高的平滑度和逼真度，使得生成的笔锋具有较好的书写笔迹效果，进一步可以提高用户的书写体验。
附图说明
图1为本发明一种生成笔锋的方法流程示意图；
图2为本发明轮廓线结构示意图；
图3为本发明一种生成笔锋的处理装置结构示意图。
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作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，本发明的一种生成笔锋的方法，获取并存储每一个触摸点的坐标值及触摸点的数量n；当n≥4时，计算最后四个触摸点的宽度值，再根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值绘制轮廓线，而后依据预设的颜色填充由轮廓线围成的空白区域生成笔锋。值得说明的是，当n＜4时，不对触摸点进行任何处理；通过上述的方法可以生成笔锋，计算简单易实现，并且生成的笔锋具有较高的逼真度，从而可以得到书写的笔迹效果。
本发明的一种生成笔锋的方法，具体步骤如下：
1)获取触摸点坐标值和数量
在触摸屏上绘制笔迹时，获取并存储每一个触摸点的坐标值及触摸点的数量n；
2)计算最后四个触摸点的宽度值，
当n≥4时，计算最后四个触摸点的宽度值，值得说明的是，本发明通过最后四个触摸点来生成笔锋，使得生成的笔锋具有更好的仿真效果，若触摸点数量小于四个，则不易生成笔锋，且生成的笔锋逼真度较低，仿真效果差，因此本发明针对最后四个触摸点进行处理生成笔锋，提高生成笔锋的逼真度，进一步提高用户的电子书写体验。具体地，设定最后四个触摸点分别为Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3，其中，Pn代表第n个触摸点；先设定预设宽度值w，再根据预设宽度值w计算距离值step，之后根据预设宽度值w和距离值step计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度。值得说明的是，利用以下公式计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度：设定Pn-3的宽度值Wn-3为w；Pn-2的宽度值：Wn-2＝w-step；Pn-1的宽度值：Wn-1＝w-2*step；Pn的宽度值：Wn＝w-3*step；通过上述公式计算的触摸点宽度值均匀递减，从而使得生成的笔锋与实际的笔迹笔锋形状相一致，进而使得生成的笔迹笔锋具有更高的逼真度及平滑度。
进一步地，利用该公式计算距离值step：step＝(w-1)/a；其中，a为优化系数。本实施例中的优化系数a＝3，通过该公式计算距离值，从而将距离值与预设宽度值进行关联，进而使得宽度值与实际书写笔迹宽度相吻合，进一步提高生成的笔锋的仿真效果。
需要说明的是，本发明的优化系数可以根据不同的设备进行计算调整。具体地，计算优化系数a的具体过程为：先计算所有触摸点生成的平均间隔时间tav；再计算校准系数ptav＝stav/tav，其中，stav为触摸点生成的平均间隔时间基准值，本实施例中stav为8毫秒；之后计算优化系数a＝3*ptav；a取整数。由于各个触摸设备精度有所差异，本发明通过触摸设备生成的平均间隔时间来调整优化系数，从而可以避免由于触摸设备精度不同导致的误差问题，进而可以保证在不同精度的设备下生成的笔锋效果相同，进一步可以保证生成的笔锋的逼真度，使得生成的笔迹笔锋具有较好的仿真书写效果。
进一步地，根据计算的优化系数大小进行取值，具体地，若a<1，则a＝1；若1≤a≤8，则a＝3*ptav；若a>8，则a＝8。值得说明的是，当优化系数a小于1时生成的笔锋不具有仿真书写效果，逼真度较低；当优化系数a大于8时会使得计算量较大，且生成的笔锋的仿真效果较差。因此本发明针对优化系数不同的计算结果进行取值，从而可以生成仿真效果较好的笔迹笔锋，进一步可以提高用户的书写体验。
3)绘制轮廓线
根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值绘制轮廓线，如图2所示，具体过程为：先根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值分别生成垂直线，并根据最后一个触摸点的坐标值及宽度值生成半圆；值得说明的是生成垂直线和半圆的具体过程为：
先以Pn-3的坐标值为中心作垂直线Ln-3，Ln-3垂直于直线Pn-3Pn-2，且Ln-3两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-3/2，即垂直线Ln-3的中心点为Pn-3的坐标值；同理，以Pn-2的坐标值为中心作垂直线Ln-2，Ln-2垂直于直线Pn-2Pn-1，且垂直线Ln-2的中心点为Pn-2的坐标值，Ln-2两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-2/2；再以Pn-1的坐标值为中心作垂直线Ln-1，Ln-1垂直于直线Pn-1Pn，且垂直线Ln-1的中心点为Pn-1的坐标值，Ln-1两端的端点与Pn-1之间的距离均为Wn-1/2；之后以Pn的坐标值为中心作竖直线Ln，垂直线Ln的中心点为Pn的坐标值，即Ln两端的端点与Pn之间的距离均为Wn/2；生成的垂直线形成笔锋的形状框架，与实际的书写笔迹形状框架相同，从而使得生成的笔锋具有较好的仿真效果。而后以Ln为直径，以Pn的坐标值为圆心生成半圆。通过生成半圆使得生成的笔锋尖具有圆润的效果，进而使得生成的笔锋逼真度更高，进一步使得生成的笔锋更符合实际的书写效果。
之后依次连接垂直线两端对应的端点并与半圆连接生成轮廓线，本发明中Ln-3两端的端点分别为t3和b3，Ln-2两端的端点分别为t2和b2，Ln-1两端的端点分别为t1和b1，Ln两端的端点分别为t0和b0，连接时用直线将t3、t2、t1和t0连接，并用直线将b3、b2、b1和b0连接，端点连接线与半圆共同构成轮廓线，生成的轮廓线与实际的书写笔迹形状相一致，具有较高的逼真度。
4)生成笔锋
依据预设的颜色填充由轮廓线围成的空白区域生成笔锋，本发明中预设的颜色可以为多种，例如红色、黑色或者紫色等等；从而提高了生成的笔锋的仿真书写效果，进一步提高了用户的书写体验。
本发明的一种生成笔锋的方法，通过计算最后四个触摸点的宽度值，而后依据最后四个触摸点的坐标值和宽度值生成笔锋；本发明的方法通过简单的计算即可生成笔锋，大大提高了笔锋的生成效率，进一步地提高了笔锋的逼真度，使得生成的笔锋具有较好的仿真效果。
结合图3所示，本发明的一种采用上述的一种生成笔锋的方法的处理装置，本发明的处理装置包括获取模块、校准模块、计算模块、处理模块和绘制模块，计算模块和获取模块分别与校准模块连接，值得说明的是，本发明的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及触摸点的数量n；校准模块接收获取模块的数据，并用于计算优化系数a；进一步地，校准模块包括系数模块和判断模块，系数模块与判断模块连接，其中，判断模块用于判断优化系数a的大小，系数模块用于计算优化系数a。
此外，计算模块与绘制模块分别与处理模块连接；值得说明的是，计算模块用于计算触摸点的宽度值；处理模块接收计算模块的计算数据，且处理模块用于生成垂直线及半圆；绘制模块接收处理模块的数据，用于生成笔锋轮廓线及填充空白区域。通过上述各个模块的配合即可生成具有实际书写的笔迹效果的笔锋。
本发明的一种生成笔锋的处理装置，通过各个模块的相互配合，可以简单高效的生成笔迹的笔锋，并且生成的笔锋具有较高的平滑度和逼真度，使得生成的笔锋具有较好的书写笔迹效果，进一步可以提高用户的书写体验。
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 (3)

1.一种生成笔锋的方法，其特征在于：获取并存储每一个触摸点的坐标值及触摸点的数量n；
当n≥4时，计算最后四个触摸点的宽度值，具体过程为：设定最后四个触摸点分别为Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3，其中，Pn代表第n个触摸点；先设定预设宽度值w，再根据预设宽度值w计算距离值step，利用以下公式计算距离值step：step＝(w-1)/a；其中，a为优化系数；
计算优化系数a的具体过程为：计算所有触摸点生成的平均间隔时间tav；
计算校准系数ptav＝stav/tav，其中，stav为触摸点生成的平均间隔时间基准值；
计算优化系数a＝3*ptav；a取整数；若a<1，则a＝1；若1≤a≤8，则a＝3*ptav；若a>8，则a＝8；
之后根据预设宽度值w和距离值step计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度；利用以下公式计算Pn、Pn-1、Pn-2和Pn-3的宽度：
设定Pn-3的宽度值Wn-3为w；Pn-2的宽度值：Wn-2＝w-step；Pn-1的宽度值：Wn-1＝w-2*step；Pn的宽度值：Wn＝w-3*step；
再根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值绘制轮廓线，绘制轮廓线的具体过程为：先根据最后四个触摸点的坐标值及宽度值分别生成垂直线，并根据最后一个触摸点的坐标值及宽度值生成半圆；之后依次连接垂直线两端对应的端点并与半圆连接生成轮廓线；生成垂直线和半圆的具体过程为：以Pn-3的坐标值为中心作垂直线Ln-3，Ln-3垂直于直线Pn-3Pn-2，且Ln-3两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-3/2；
以Pn-2的坐标值为中心作垂直线Ln-2，Ln-2垂直于直线Pn-2Pn-1，且Ln-2两端的端点与Pn-3之间的距离均为Wn-2/2；
以Pn-1的坐标值为中心作垂直线Ln-1，Ln-1垂直于直线Pn-1Pn，且Ln-1两端的端点与Pn-1之间的距离均为Wn-1/2；
以Pn的坐标值为中心作竖直线Ln，Ln两端的端点与Pn之间的距离均为Wn/2；再以Ln为直径，以Pn的坐标值为圆心生成半圆；
而后依据预设的颜色填充由轮廓线围成的空白区域得到笔锋。
2.一种采用权利要求1所述的一种生成笔锋的方法的处理装置。
3.根据权利要求2所述的一种生成笔锋的处理装置，其特征在于：包括获取模块、校准模块、计算模块、处理模块和绘制模块，计算模块和获取模块分别与校准模块连接，且计算模块与绘制模块分别与处理模块连接；其中，校准模块用于计算优化系数a。
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