JP2626792B2 - 毛筆描画方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、毛筆系の筆を使用して、自動的に絵や文
字、記号を描かせる自動描画方法に関する。

「従来の技術」 従来、ボールペン等の硬質系の筆を使用した描画装置
は多く実用化されているが、毛筆系の筆を使用した自動
描画方法は無い。

展示用の毛筆描画装置では、描画するのに必要な時間
は余り問題にならないが、これを実用に供しようとする
と、できるだけ速く描画することが求められる。

「発明が解決しようとする課題」 描画の速度を早めようとするとき、駆動装置の移動能
力といった一般的な制限の他に、毛筆描画特有の問題が
ある。

毛筆系の筆を用いて文字などの拡大、縮小を行い、大
きさの異なる相似な図形を描画しようとするとき、一定
の移動速度でこれを行おうとすると、以下のような問題
がある。

１）小さく描画しようとする場合、毛筆の筆先を使って
描くことになり、高速で動かそうとしたとき、その振動
の影響を受け安い。

２）大きく描画しようとする場合、太く書くことにな
り、インクが多量に必要となり、高速で動かそうとする
と、インクが足りずに画像がかすれる。

等の問題点がある。２）の場合、インクの供給量を制御
することも考えられるが、このようなことは高価につき
実用的ではない。

「課題を解決するための手段」 課題を解決するために、本発明の毛筆描画装置では第
１図に示すように、記憶手段ｃから読み出し手段ｂによ
り位置決め情報を順次読み出し、この位置決め情報と、
描画の大きさの値の決定手段ａによって決定された描画
の大きさの値とを入力データとして、移動位置決定手段
ｅによって位置を算出すると共に、描画の大きさの値を
入力として、移動速度算出手段ｄにより移動速度を算出
し、算出された移動速度と移動位置データに従い、駆動
装置ｆを駆動させ、毛筆保持部ｇと毛筆系の筆ｈを動か
すことにより、描画の大きさの値により移動速度を変え
て毛筆画像の描画を行う。

「実施例」 以下、本発明の１実施例を添付図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の実施例の構成を示すものである。

第２図においてプログラムROM1には、CPU4を制御する
プログラムが書き込まれておりCPU4はこのプログラムに
したがって入力ポート３からキー入力２の信号を取り込
んだり、位置決め情報記憶手段ｃのデータROMから描画
の位置データを読み込んだり、あるいはまたRAM5との間
でデータの授受を行ったりしながら演算処理し、必要に
応じて処理したデータを出力ポート６へ出力する。

駆動装置ｆはパルスモータＸ駆動回路７、パルスモー
タX8、駆動装置X9とにより左右方向に移動させる部分
と、パルスモータＹ駆動回路10、パルスモータY11、駆
動装置Y12とにより前後方向に移動させる部分と、パル
スモータＺ駆動回路13、パルスモータZ14、駆動装置Z15
とにより高さ方向に移動させる部分とから構成され、毛
筆保持部ｇと毛筆系の筆ｈを移動させる。

以上の様に構成された毛筆描画装置についてその動作
を説明する。

本実施例では、描画の大きさの値はキーによる数値入
力により決定される。

CPU4は、入力ポート３を介してキー入力２の信号を読
み込みこれを数値として描画の大きさの値とする。

この、描画の大きさの値と、位置決め情報記憶手段ｃ
であるデータROMの位置情報とから、移動位置を算出す
る。

また、描画の大きさの値を入力として、移動速度を算
出する。この移動速度算出のフローチャートを第３図に
示す。また、このフローに従った、描画の大きさの値対
移動速度の関係を第４図のグラフにしめす。以下、第３
図に従い説明する。

まず、描画の大きさの値をＳとする。（処理１） 次に、Ｓの値に従って３つに分岐する。ＳがS1より小
さいかまたは等しい（Ｓ≦S1）ならば処理３へ、ＳがS1
より大きくS2より小さい（S1＜Ｓ＜S2）ならば処理４
へ、ＳがS2より大きいかまたは等しい（S2≦Ｓ）ならば
処理５へ分岐する。（処理２） 処理３（Ｓ≦S1）では、移動速度Ｖを次式で求める。

Ｖ＝V0・Ｓ＋V0 …（１） ここで、K0は描画の大きさの値がＯ〜S1の時の折れ線
の傾きで、次式となる。

K0＝（V2−V0）/S1 …（２） この場合（Ｓ≦S1）は、描画がごく小さいので、筆先
だけで描画がなされ、筆の振動がそのまま描画画像の乱
れにつながる。振動を抑えるために移動速度を極端に落
とす必要がある。

処理４（S1＜Ｓ＜S2）では、移動速度Ｖを次式で求め
る。

Ｖ＝K1・Ｓ＋V1 …（３） ここで、K1は描画の大きさの値がS1〜S2の時の折れ線
の傾き、V1は接辺で、次式となる。

K1＝（V2−V1）／（S2−S1） …（４） V1＝V3−K1・S2 …（５） この場合（S1＜Ｓ＜S2）は、描画の大きさは中程度
で、描画の大きさが大きくなるにつれ、移動速度を上げ
ることにより、描画時間があまり長くならないようにす
る。

処理５（S2≦Ｓ）では、移動速度Ｖを次式で求める。

Ｖ＝V3 …（６） 移動速度は一定となる。この場合（S2≦Ｓ）は、描画
の大きさが大きく、筆を深く使うことになるため、移動
速度を上げるとインクの供給が追いつかずに、かすれて
しまう。この様なことが起こらないように、移動速度を
ある値以上には上げないようにする。

このように、移動速度Ｖを描画の大きさに従って変化
させる。この描画の大きさＳと移動速度Ｖとの関係は第
４図に示した様なものでもよいし、一般的には任意の関
数でよい。

また、ここでは描画の大きさＳのみによって移動速度
Ｖが決定されるとして説明したが、一般にはその他の要
因がある場合も考えられる。以下いくつかの例でこれを
示す。

前記の様に移動速度Ｖが与えられたとすると、これか
ら直交する各軸方向の速度、Vx,Vy,Vzは次式によって求
めることができる。

Vx＝Dx/D・Ｖ …（７） Vy＝Dy/D・Ｖ …（８） Vz＝Dz/D・Ｖ …（９） ここでDx,Dy,Dzは各軸方向の移動量。Ｄは移動距離で
次式のように各移動量の自乗和の平方根により算出され
る。

Ｄ＝sqrt（Dx・Dx＋Dy・Dy＋Dz・Dz） …（10） ここでsqrtは平方根を表す。

ところが一般に平方根の演算には時間がかかるので、
このいわゆる距離Ｄの代わりに次式で求められるような
距離相当値D1,D2,D3を使用することができる。

D1＝max（|Dx|,|Dy|,|Dz|） …（11） D2＝|Dx|＋|Dy|＋|Dz| …（12） D3＝（D1＋D2）/2 …（13） D1は、各軸方向の移動距離の絶対値の最大値、D2は各
軸方向の移動距離の絶対値の和、D3はD1とD2の相加平均
を取ったものである。

第５図（Ｂ）に２次元の場合の各距離相当値の真の距
離との比較をグラフで示した。２次元の場合、各距離相
当値の真の距離との相違は、Dx,Dyのなす角度θによっ
てのみ規定される。第５図（Ａ）では距離Ｄが１で角度
θが０から45゜までの座標に対するD1,D2,D3の値を示し
ている。この場合D1,D2,D3は次式の様に書き換えること
ができる。

D1＝Dx＝cosθ …（14） D2＝Dx＋Dy ＝sinθ＋cosθ …（15） D3＝（D1＋D2）/2 ＝cosθ＋sinθ/2 …（16） 式（７），（８），（９）の距離Ｄの代わりに、前記
D1,D2,D3を使用して各軸方向の移動速度Vx,Vy,Xzを算出
し、この移動速度に従って各軸を動かすとすると、移動
方向の速度Vmは、与えられた移動速度Ｖとは異なってく
る。距離Ｄの代わりにD3を使ったとすると、与えられた
移動速度Ｖと実際の移動方向速度Vmとの関係は次式の様
になる。

Vm＝（D3/D）・Ｖ …（17） この場合には、描画の大きさの値Ｓから求めたＶは、
移動速度そのものではなく、移動速度に関係する定数と
なる。

また、第６図に示すように切り替えスイッチ等を用い
て、使用者が状況に応じて低速、中速、高速のいずれか
を選択し、これを切り替え、これにより描画の大きさＳ
から移動速度Ｖを求める算出方法を変え、移動速度を変
化させるようなことも考えられる。

以上の様にして求めた、移動速度をもって、別に算出
した高さ方向及び前後・左右方向の位置、に移動するよ
うに第２図の出力ポート６を介して、前後・左右方向の
位置に対応してパルスモータＸ駆動回路７、パルスモー
タＹ駆動回路10に、また、高さ方向の位置に対応してパ
ルスモータＺ駆動回路13に指示を与え、この指示に従い
パルスモータX8、パルスモータY11、並びにパルスモー
タZ14を駆動させ、駆動装置X9、駆動装置Y12、駆動装置
Z15により毛筆保持部ｇと毛筆糸の筆ｈを動かして、毛
筆画像を描く。

本実施例の駆動装置ｆはX,Y,Zの直交３軸に駆動する
ものであるが、一般には、３軸が直交しないものや、こ
の他の、筆を斜めにする、回転させる等のより自由度の
高い駆動をするロボットアームの様なものでもかまわな
い。

「発明の効果」 毛筆系の筆を用いて文字などの拡大、縮小を行い、大
きさの異なる相似な図形を描画しようとするとき、描画
の大きさが大きくなるにしたがって描画速度を上げるこ
とにより、描画時間を余り長くしないようにし、また特
に小さく描画する場合には移動速度を極端に落すことに
より振動による描画画像の乱れをおさえ、また特に大き
く描画しようとする場合には、移動速度を制限すること
により、かすれ等の不具合が起きないようにすることよ
り、毛筆画像として非常に良質の画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電気制御ブロック図。 第２図は、本発明の１実施例の構成図。 第３図は、実施例の移動速度を算出する方法を示すフロ
ーチャート。 第４図は第３図の、フローチャートで求められる速度と
大きさの値の関係を示すグラフ。 第５図（Ａ）は角度θに対する距離相当値の真の距離と
の比較を示すグラフ 第５図（Ｂ）は角度θとX,Yの移動量Dx,Dyを示した図。 第６図は切り替えスイッチにより移動速度を切り換える
場合の移動速度と大きさの値の関係を示すグラフ。 ａ……大きさの値決定手段 ｂ……位置決め情報読みだし手段 ｃ……位置決め情報記憶手段 ｄ……移動速度決定手段 ｅ……移動位置決定手段 ｆ……駆動装置 ｇ……毛筆保持部 ｈ……毛筆系の筆

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】毛筆系の筆ｈと、筆を保持する毛筆保持部
   ｇと、描画対象面で前記毛筆保持部を前後・左右及び高
   さ方向に動かす駆動装置ｆと、描画の位置決め情報を記
   憶する記憶手段ｃと、該記憶手段から位置決め情報を順
   次読み出す位置決め情報読み出し手段ｂと、描画の大き
   さの値を決める大きさの値決定手段ａと、前記位置決め
   情報と前記大きさの値を基に移動する位置を算出する移
   動位置決定手段ｅと、移動する位置と前記大きさの値を
   基に移動する速度を算出する移動速度決定手段ｄとから
   なる、大きさによって移動速度を変えて画像を描くこと
   を特徴とする毛筆描画方法。