CN111931735B - 一种适用于iOS应用的手写签名方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于iOS应用的手写签名方法，在签名区域记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后以每3个触摸点构建若干贝塞尔曲线并优化处理，对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算，计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点，基于渲染点对当前点进行渲染处理，遍历所有贝塞尔曲线后，得到手写签名。本发明生成的笔迹效果更加流畅，自然，书写效果更符合现实中书写勾画的效果，在iOS设备上带来更优秀的手写体验的同时有利于笔迹认定，更为适用于现时的无纸化办公大环境，保障文件的法律效力，文件有效性提升，即是提高了办公效率。

Description

一种适用于iOS应用的手写签名方法
技术领域
本发明涉及电数字数据处理的技术领域，特别涉及一种适用于iOS应用的手写签名方法。
背景技术
随着人们环保意识的增强，以及各行业对办公模式需求的不断升级，现代化、信息化建设步伐的加快，无纸化办公已经由概念逐渐应用到多个行业领域中。随着无纸化办公的普及，人们首先在各种营业厅、进行各种业务办理的过程中体现到了这一办公模式的优势，有效提升运营商在对内业务文件管理及对外客户服务质量及整体效率。无纸化办公的实行使得纸质文件大量减少，印刷、用纸等办公费用也相应缩减，节约了发送纸质文件所需的邮资、路费、通讯费和人力，有效提高了办公效率，而且节省大量相关办公开支。
于此同时，如何提高这些文件的有效性成为了人们最为关注的问题，在采用电子签章的情况下，应当实现更为流畅的书写体感，保证签署人对于签署文件的认可，而准确的签名图样也有利于文件的确权。
现有技术中，以iOS为例，简易的手写签名的实现方案是依次获取触摸点、并用直线把它们连起来，当iOS设备捕捉的触摸点足够密集的时候，签名看起来比较流畅，但当书写速度加快、捕捉的触摸点相对分散时，触摸点之间将直接使用直线相连，肉眼可以明显的感受到直线与直线之间的拐角，如图2所示，点与点之间的连接过于生硬，生成的签名效果总体比较生硬，且往往无法很好的分析笔迹，为文件的法律效力埋下不确定因素。
发明内容
本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的适用于iOS应用的手写签名方法。
本发明所采用的技术方案是，一种适用于iOS应用的手写签名方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：开启签名区域，记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后进行下一步；
步骤2：构建若干贝塞尔曲线；
步骤3：对贝塞尔曲线进行优化处理；
所述优化处理为取相邻的2条贝塞尔曲线，若2条贝塞尔曲线间存在角点，对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段进行采样，获取采样点的曲度，若采样点的曲度小于阈值且满足折角的笔画特征，则不进行修饰，否则删除2条贝塞尔曲线的第1个或前2个触摸点，进行贝塞尔曲线的再构建；
步骤4：对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算；
步骤5：根据每个点的速度计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点；
步骤6：基于所述渲染点对当前点进行渲染处理；
步骤7：遍历所有贝塞尔曲线，得到手写签名。
优选地，所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：对签名区域建立XOY坐标系，获得签名区域的角点的坐标，获取相邻2个角点间的边线，对签名区域进行范围限定；
步骤1.2：手写签名；对落入坐标系的触摸点进行记录；若存在任意2个触摸点落入坐标系且所述2个触摸点距离边线的距离小于阈值，则判断是否越界，若是，则提示错误，重复步骤1.2，否则进行下一步；
步骤1.3：每记录到3个有效的触摸点，进行步骤2。
优选地，所述步骤1.1中，若相邻2个角点间为非直线边界，则连接相邻2个角点，以连接线作为对应的边界。
优选地，若相邻2个角点间为非直线边界且相邻2个角点的连接线有部分处于签名区域外，则将连接线向签名区域中心平移若干距离，以连接线作为对应的边界，更新签名区域。
优选地，所述步骤1.2中，存在任意2个触摸点落入坐标系且所述2个触摸点距离边线的距离小于阈值，获取2个触摸点的触摸时间，获取2个触摸时间间、签名区域外的触摸屏上的触摸点，若存在，则存在越界，提示错误，否则，为有效的触摸点，进行步骤1.3。
优选地，所述步骤2中，对任意相邻的、有效的3个触摸点构建贝塞尔曲线；
令所述3个触摸点为点A、点B、点C；
取点A与点B的中点作为起点，点B与点C的中点作为终点，点B作为二次贝塞尔曲线的控制点，将起点、控制点、终点顺次连接成一条二次贝塞尔曲线。
优选地，所述步骤3中，折角的笔画特征为：
对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段的采样点的曲度分别进行线性回归处理，前者满足回归系数不为正，后者满足回归系数不为负。
优选地，所述步骤4中，基于在iOS中捕捉的触摸点附带触摸点在速度的属性，以相邻2个触摸点的速度计算得到中点的速度，遍历贝塞尔曲线上每个触摸点，得到贝塞尔曲线上每个点的速度。
优选地，所述步骤5中，利用三角函数，统一将贝塞尔曲线上每个点的速度转化为线段的宽度，根据线段的宽度得到位于该点处笔迹上下两个顶点，作为渲染点。
优选地，所述步骤6中，采用GL_TRIANGLE_STRIP的方式将笔迹的所有上方和下方的渲染点进行结合、绘制三角序列，经过光栅化进行渲染处理。
本发明涉及一种优化的适用于iOS应用的手写签名方法，在签名区域记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后以每3个触摸点构建若干贝塞尔曲线并优化处理，对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算，计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点，基于渲染点对当前点进行渲染处理，遍历所有贝塞尔曲线后，得到手写签名。
本发明生成的笔迹效果更加流畅，自然，书写效果更符合现实中书写勾画的效果，在iOS设备上带来更优秀的手写体验的同时有利于笔迹认定，更为适用于现时的无纸化办公大环境，保障文件的法律效力，文件有效性提升，即是提高了办公效率。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为现有技术中的手写签名效果图，其底部位置清晰可见为直线相连，存在角点；
图3为本发明的手写签名效果图，更为流畅、自然，有真实钢笔书写后的渲染效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种适用于iOS应用的手写签名方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤。
步骤1：开启签名区域，记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后进行下一步。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：对签名区域建立XOY坐标系，获得签名区域的角点的坐标，获取相邻2个角点间的边线，对签名区域进行范围限定；
所述步骤1.1中，若相邻2个角点间为非直线边界，则连接相邻2个角点，以连接线作为对应的边界。
若相邻2个角点间为非直线边界且相邻2个角点的连接线有部分处于签名区域外，则将连接线向签名区域中心平移若干距离，以连接线作为对应的边界，更新签名区域。
步骤1.2：手写签名；对落入坐标系的触摸点进行记录；若存在任意2个触摸点落入坐标系且所述2个触摸点距离边线的距离小于阈值，则判断是否越界，若是，则提示错误，重复步骤1.2，否则进行下一步；
所述步骤1.2中，存在任意2个触摸点落入坐标系且所述2个触摸点距离边线的距离小于阈值，获取2个触摸点的触摸时间，获取2个触摸时间间、签名区域外的触摸屏上的触摸点，若存在，则存在越界，提示错误，否则，为有效的触摸点，进行步骤1.3。
步骤1.3：每记录到3个有效的触摸点，进行步骤2。
本发明中，步骤1.1所执行的是签名区域的划定，一般来说，签名区域一般都是正规的矩形区域，而步骤1.1是为了排除可能存在的非规则签名区域的情况，当2个角点间的为非直线边界时，取2个角点的连接线，为新的边界；进一步地，相邻2个角点间为非直线边界且相邻2个角点的连接线有部分处于签名区域外时，则将连接线向签名区域中心平移若干距离，直至此2个角点的连接线完全处于签名区域内，更新签名区域。
本发明中，部分书写者在签名时很容易超过边界，在纸质文件上仍然可以被鉴定完整，而在无纸化的电子签名中极容易被视为无效，故判定距离边界距离比较小的点，判断其间是否存在另一个点实际已经落在了签名区域外，由于触点的落入是有时间先后、有速度的，故可以通过触摸时间获知是否存在越界点，如有，则提示重新书写；当所有的可以检测到的触摸点都距离边界较远时，则不做此判断。
步骤2：构建若干贝塞尔曲线。
所述步骤2中，对任意相邻的、有效的3个触摸点构建贝塞尔曲线；
令所述3个触摸点为点A、点B、点C；
取点A与点B的中点作为起点，点B与点C的中点作为终点，点B作为二次贝塞尔曲线的控制点，将起点、控制点、终点顺次连接成一条二次贝塞尔曲线。
本发明中，相邻点的连接不是直接通过直线相连，而是利用二次贝塞尔曲线去连接触摸点；取点A与点B的中点作为连线的起点，点B与点C的中点作为连线的终点，点B作为二次贝塞尔曲线的控制点，最后将起点、控制点、终点连接成一条二次贝塞尔曲线，如此点与点之间的连接方式变得非常的流畅和自然。
本发明中，原则上来说，每三个触摸点均应构建贝塞尔曲线，举例来说，如有A、B、C、D、E这五个点，那么应该由A-B-C、B-C-D和C-D-E构建二次贝塞尔曲线，但这可能会导致计算量过大，故在实际应用中，可以根据呈现的效果进行调整，如以A-B-C、C-D-E各自构建二次贝塞尔曲线，此可由本领域技术人员自行调整。
步骤3：对贝塞尔曲线进行优化处理。
所述优化处理为取相邻的2条贝塞尔曲线，若2条贝塞尔曲线间存在角点，对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段进行采样，获取采样点的曲度，若采样点的曲度小于阈值且满足折角的笔画特征，则不进行修饰，否则删除2条贝塞尔曲线的第1个或前2个触摸点，进行贝塞尔曲线的再构建。
所述步骤3中，折角的笔画特征为：
对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段的采样点的曲度分别进行线性回归处理，前者满足回归系数不为正，后者满足回归系数不为负。
本发明中，在进行渲染前，需要对明显有问题的点进行处理，这种情况多发生在出现折角的情况下，如果出现了非预期的折角，则就产生了现有技术中的问题。
本发明中，若相邻的2条贝塞尔曲线间存在角点，对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段进行采样，由于前述的贝塞尔曲线本身是由多条二次贝塞尔曲线连接的，故实际上只需要获取少量的采样点进行分析即可；当采样点的曲度小于阈值且满足折角的笔画特征，则不需要进行修饰，曲度小于阈值表示这里本就将出现一个折角且与笔画特征相符，否则对2条贝塞尔曲线的第1个或前2个触摸点进行删除，即这里不应当为折线、应当为曲线，故在删除部分点的情况下，可以进行贝塞尔曲线的再构建。
本发明中，折角的笔画特征是指两条连接的笔画的曲度满足前一条回归系数不为正、后一条回归系数不为负。
步骤4：对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算。
所述步骤4中，基于在iOS中捕捉的触摸点附带触摸点在速度的属性，以相邻2个触摸点的速度计算得到中点的速度，遍历贝塞尔曲线上每个触摸点，得到贝塞尔曲线上每个点的速度。
步骤5：根据每个点的速度计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点。
所述步骤5中，利用三角函数，统一将贝塞尔曲线上每个点的速度转化为线段的宽度，根据线段的宽度得到位于该点处笔迹上下两个顶点，作为渲染点。
步骤6：基于所述渲染点对当前点进行渲染处理。
所述步骤6中，采用GL_TRIANGLE_STRIP的方式将笔迹的所有上方和下方的渲染点进行结合、绘制三角序列，经过光栅化进行渲染处理。
步骤7：遍历所有贝塞尔曲线，得到手写签名。
本发明中，利用贝塞尔曲线生成的签名已经流畅自然、没有尖锐的折角，但现实中的钢笔书写效果中往往可以看到笔迹粗细的变化的效果，而在iOS中直接使用QuartzCore并不能画出宽度变化的线，故使用曲面细分、将笔迹转换成三角序列，最后将三角序列渲染到屏幕上，达到宽度变化的笔迹效果。
本发明中，将相邻两个触摸点转化为一条贝塞尔曲线，按单位宽度获取贝塞尔曲线上的点；由于在iOS中捕捉的触摸点附带触摸点在速度的属性，故可以根据相邻触摸点的速度，计算出中点的速度，进而根据相邻中点的速度可以计算出贝塞尔曲线上所有点的速度。
本发明中，利用三角函数将贝塞尔曲线上所有点的速度转化为线段的宽度，计算得到的速度事实上就是统一折算比例下该点处的笔迹线宽，根据线宽可以得到该点处笔迹上下两个顶点，为渲染点，将多个连续的点的对应的渲染点的数据结合在一起，采用GL_TRIANGLE_STRIP的方式将顶点数据绘制三角序列，经过光栅化，最终渲染到屏幕上的效果便是一条流畅的笔迹。
本发明在签名区域记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后以每3个触摸点构建若干贝塞尔曲线并优化处理，对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算，计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点，基于渲染点对当前点进行渲染处理，遍历所有贝塞尔曲线后，得到手写签名。
本发明生成的笔迹效果更加流畅，自然，书写效果更符合现实中书写勾画的效果，如图3所示，在iOS设备上带来更优秀的手写体验的同时有利于笔迹认定，更为适用于现时的无纸化办公大环境，保障文件的法律效力，文件有效性提升，即是提高了办公效率。

Claims (8)

1.一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：开启签名区域，记录触摸点，当记录到3个有效的触摸点后进行下一步；
步骤1.1：对签名区域建立XOY坐标系，获得签名区域的角点的坐标，获取相邻2个角点间的边线，对签名区域进行范围限定；
步骤1.2：手写签名；对落入坐标系的触摸点进行记录；若存在任意2个触摸点落入坐标系且所述2个触摸点距离边线的距离小于阈值，则获取2个触摸点的触摸时间，获取2个触摸时间间、签名区域外的触摸屏上的触摸点，若存在，则存在越界，提示错误，重复步骤1.2，否则为有效的触摸点，进行步骤1.3；
步骤1.3：每记录到3个有效的触摸点，进行步骤2；
步骤2：构建若干贝塞尔曲线；
步骤3：对贝塞尔曲线进行优化处理；
所述优化处理为取相邻的2条贝塞尔曲线，若2条贝塞尔曲线间存在角点，对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段进行采样，获取采样点的曲度，若采样点的曲度小于阈值且满足折角的笔画特征，则不进行修饰，否则删除2条贝塞尔曲线的第1个或前2个触摸点，进行贝塞尔曲线的再构建；
步骤4：对得到的每一条贝塞尔曲线上的点进行速度计算；
步骤5：根据每个点的速度计算对应的笔迹的上方和下方的渲染点；
步骤6：基于所述渲染点对当前点进行渲染处理；
步骤7：遍历所有贝塞尔曲线，得到手写签名。
2.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤1.1中，若相邻2个角点间为非直线边界，则连接相邻2个角点，以连接线作为对应的边界。
3.根据权利要求2所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：若相邻2个角点间为非直线边界且相邻2个角点的连接线有部分处于签名区域外，则将连接线向签名区域中心平移若干距离，以连接线作为对应的边界，更新签名区域。
4.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤2中，对任意相邻的、有效的3个触摸点构建贝塞尔曲线；
令所述3个触摸点为点A、点B、点C；
取点A与点B的中点作为起点，点B与点C的中点作为终点，点B作为二次贝塞尔曲线的控制点，将起点、控制点、终点顺次连接成一条二次贝塞尔曲线。
5.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤3中，折角的笔画特征为：
对前一条贝塞尔曲线的中后段及后一条贝塞尔曲线的前中段的采样点的曲度分别进行线性回归处理，前者满足回归系数不为正，后者满足回归系数不为负。
6.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤4中，基于在iOS中捕捉的触摸点附带触摸点在速度的属性，以相邻2个触摸点的速度计算得到中点的速度，遍历贝塞尔曲线上每个触摸点，得到贝塞尔曲线上每个点的速度。
7.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤5中，利用三角函数，统一将贝塞尔曲线上每个点的速度转化为线段的宽度，根据线段的宽度得到位于该点处笔迹上下两个顶点，作为渲染点。
8.根据权利要求1所述的一种适用于iOS应用的手写签名方法，其特征在于：所述步骤6中，采用GL_TRIANGLE_STRIP的方式将笔迹的所有上方和下方的渲染点进行结合、绘制三角序列，经过光栅化进行渲染处理。
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