KR100745258B1 - 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법 - Google Patents

벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 글자 모양을 변형시키는 방법에 관한 것으로서, 특히 벡터 폰트(Vector Font)를 기반으로 하여 특징점 변형 및 렌더링 과정을 통해서 임의의 글자 모양을 변형시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법은, 입력된 글자의 특징점을 추출하는 단계; 상기 입력된 글자에 대한 변형 방법을 선택하는 단계; 상기 선택된 변형 방법을 적용하여 상기 벡터폰트의 특징점을 변환하는 단계; 상기 변환된 특징점을 토대로 해당 글자 영상을 생성하여 디스플레이하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그래픽, 글자영상, 폰트

Description

벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법{METHOD FOR TRANSFORMING SHAPE OF VECTOR BASED TEXT}
도1은 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법의 플로우차트
도2는 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형 시스템 구성도
도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 벡터 폰트 변형방법을 설명하기 위한 도면
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 글자 모양 변형의 예를 설명하기 위한 도면
도5a, 도5b 및 도5c는 본 발명에 따른 벡터 폰트 특징점 변형 및 렌더링의 예를 나타낸 도면
도6은 본 발명에서 변형된 글자를 배경 영상에 합성한 예를 나타낸 도면
본 발명은 글자 모양을 변형시키는 방법에 관한 것으로서, 특히 벡터 폰트(Vector Font)를 기반으로 하여 특징점 변형 및 렌더링 과정을 통해서 임의의 글자 모양을 변형시키는 방법에 관한 것이다.
적어도 컴퓨터 내지는 마이크로 프로세서 등을 기반으로 하는 그래픽 엔진, 그래픽 기능의 구현에 있어서 글자 모양의 변형은 사용자가 취득한 영상, 문서파일 등의 수정이나 편집 등과 같은 작업 뿐만 아니라, 사용자가 작성하는 멀티미디어 자원에서 사용자의 기호와 선호도 등에 따라 자유롭고 풍부하게 이루어질 경우 효과적인 의사전달의 수단, 표현하고자 하는 내용의 가시적인 강조 등에 이르기 까지 다양한 분야에 걸친 관심사항이다.
이러한 글자 모양의 변형은 매우 다양한 기법을 토대로 하여 제공되고 있으며, 고성능의 마이크로 프로세서 기반 그래픽 엔진을 비롯하여, 일반 사용자에 의해서 사용 가능한 정도의 단순하고 간단한 기법과 인터페이스 제공에 이르기까지 다양하게 소개되고 있다.
그 중에서도 일반적으로 글자 모양의 변형은 글자를 비트 맵 이미지(bit map image)로 표현하고, 이 비트 맵 이미지를 변형하는 방법을 사용하는 경우가 많다.
그렇지만 비트 맵 이미지로 글자를 표현하고 이 것을 이용해서 글자 모양을 변형시키는 기법은 영상 변형 방법을 적용할 때 글자 이미지의 열화를 감수해야 한다. 예를 들어, 비트 맵 이미지로 표현된 글자(데이터)에 대해서 스케일(scale)의 변화를 줌으로써 글자를 확대 혹은 축소시킨다던가, 글자를 회전(rotate)시킨다던가, 글자를 경사지게 처리(skew)한다던가, 하는 등의 변형을 가했을 때 원래의 글자 이미지보다 열화된 상태로 변형되는 경우가 일반적이다.
이 것은 원래의 글자 이미지는 매끈하고 아름답게 구현되어 있지만, 이 비트 맵 이미지 데이터에 변형을 가해서 글자를 가공하게 되면 원래의 글자와 유사하기는 하지만 원래의 글자가 갖는 특성이나 특징보다는 변형에 중점을 두어 글자가 표현되기 때문이다.
또한, 비트 맵 이미지 타입의 글자 영상을 변형하기 위해서는 영상의 화소(pixel) 별로 영상 변형을 수행해야 하기 때문에 글자 변형에 소요되는 수행시간이 많이 요구되므로, 사용자의 글자 변형 요구에 대한 응답이 신속하게 이루어지지 못하게 되어 불편함을 주게 된다.
본 발명의 목적은 글자 모양을 변형함에 있어서, 벡터 폰트(vector font)를 기반으로 함으로써 기존의 비트 맵 이미지 기반의 글자 모양 변형 기법에 비하여 변형된 글자 이미지의 열화가 거의 발생하지 않도록 하고, 글지 모양 변형의 속도와 품질을 높여 줄 수 있도록 한 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 글자 모양을 변형함에 있어서, 벡터 폰트를 기반으로 글자 모양의 변형을 수행하며, 벡터 폰트의 특징점을 변형하는 기법을 토대로 변형된 이미지를 구하고, 변형된 이미지에 대해서 렌더링, 다양한 색상의 구현, 다른 영상과의 합성, 시간에 따른 변화를 가하는 기법을 통한 애니매이션 효과 등을 구현할 수 있도록 한 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법은,
입력된 글자의 특징점을 추출하는 단계; 상기 입력된 글자에 대한 변형 방법을 선택하는 단계; 상기 선택된 변형 방법을 적용하여 상기 벡터폰트의 특징점을 변환하는 단계; 상기 변환된 특징점을 토대로 해당 글자 영상을 생성하여 디스플레이하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 입력된 글자에 대한 변형 방법은 회전(rotate), 이동(translate), 기울임(skew), 스케일(scale), 이미지 워핑(image warping) 등의 변형 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 특징점의 변환은 입력된 글자와 이를 변형할 글자 각각의 모서리 4점간의 관계를 토대로 변형 매트릭스(transform matrix) T를 구하고, 상기 구해진 변형 매트릭스 T를 이용하여 글자의 각각의 특징점의 변형된 좌표를 구함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 변형된 글자 영상의 생성은 변형된 글자의 특징점을 토대로 변형된 글자 이미지를 구하고 이 글자 이미지를 렌더링함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 변형된 글자의 생성 시, 변형된 글자의 특징점을 토대로 변형된 글자 이미지를 구하고 상기 글자 이미지에 색상을 가해주는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 변형된 글자 영상의 생성 이후에, 해당 글자 영상을 배경 영상과 합성하여 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 변형된 글자 영상과 배경 영상의 합성은 이미지 합성(image synthesis), 이미지 블렌딩(image blending), 이미지 보간(image interpolation), 알파 블렌딩(alpha blending) 등의 합성 기법을 적용하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 상기 변형된 글자 영상에 대하여 시간에 따라 글자 영상의 이동(moving path), 회전(rotate), 스케일(scale) 등의 기법을 적용함으로써 애니매이션 효과를 부가해 주는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1은 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법의 흐름을 나타낸 도면으로서, 입력된 글자의 특징점을 추출하고 이 것을 기반으로 변형된 글자 영상을 생성하여 애니매이션, 색상 부가, 배경 영상과의 합성 등의 그래픽 효과 처리를 수행해 주는 일련의 과정을 보여주고 있다.
제 1 단계(S10)는 글자 입력 단계로서, 변형 대상이 될 글자를 입력-선택하는 단계이다. 이는 사용자에 의해서 입력되는 글자로서, 이동 단말기에 본 발명에 따른 글자모양 변형 기능을 탑재하였다면 키패드 등을 이용해서 입력한 문자에 해당할 것이다.
제 2 단계(S20)는 입력된 글자에 해당하는 벡터 폰트로부터 그 글자의 특징점을 추출하는 단계이다. 벡터 폰트는 벡터를 기반으로 구성된 폰트로서, 이는 2차 원 또는 3차원 상의 특징점을 갖는 구조로 되어 있으므로, 본 발명의 제 2 단계(S20)에서는 상기 입력 글자에 대한 벡터 폰트의 특징점을 추출하는 것이다.
제 3 단계(S30)는 어떤 변형 방법을 적용할 것인지를 사용자가 선택하는 단계로서, 여기서 변형 방법은 매우 다양한 것들 중에서 어느 하나가 선택될 수 있다. 예를 들면, 회전(rotate), 이동(translate), 기울임(skew), 스케일(scale), 이미지 워핑(image warping) 등의 변형 기법들 중에서 어느 하나의 기법이 선택된다.
제 4 단계(S40)는 글자 영상을 생성하는 단계이다. 즉, 선택된 변형 방법을 적용해서 변형된 글자 영상을 생성하는 단계로서, 이는 원래의 벡터 폰트로부터 추출된 특징점과 이 것을 선택된 변형 기법에 따라 변형시켰을 경우에 해당되는 벡터 폰트의 특징점들 간의 변형 매트릭스(transform matrix) T를 구함으로써 이루어질 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후에 이루어질 것이다.
제 5 단계(S50)는 상기 생성된 글자 영상, 즉 변형된 글자 영상에 대하여 애니매이션 효과를 줄 것인지의 여부를 결정 및 판별하는 단계이다. 이 것은 사용자의 선택에 의존하며, 애니매이션을 줄 것을 선택하였다면 사용자가 선택한 애니매이션 기법에 대응하여 제 3 단계(S30)로 이행하여 해당 애니매이션에 대응하는 변형 방법을 토대로 글자 영상을 생성하는 과정을 시간에 따라 반복함으로써, 글자 영상이 애니매이션 효과를 갖도록 해주는 과정이다.
즉, 상기 변형된 글자 영상에 대하여 시간에 따라 글자 영상에 이동(moving path), 회전(rotate), 스케일(scale) 등의 기법을 적용함으로써 애니매이션 효과를 부가해 줄 수 있다. 글자 영상에 애니매이션 효과를 준다는 것은 결국 시간에 따라 글자 영상이 변한다는 것을 의미하므로, 일정한 시간마다 벡터 폰트의 특징점과 이 것이 변환될 특징점의 좌표를 달리 해 준다면 애니매이션 효과는 간단하게 구현될 수 있다.
제 6 단계(S60)는 생성된 글자 영상에 색상을 부가하여 주는 단계이다. 이 것은 변형 생성된 글자 영상의 속성으로 사용자가 선택하거나, 혹은 미리 디폴트로 설정된 색상을 가해주는 단계이다.
다음의 제 7 단계(S70)는 생성된 글자 영상을 배경 영상(50)과 합성하는 단계이다. 배경 영상(50)과 글자 영상의 합성은 사용자의 선택 사항이며, 사용자가 글자 영상과 합성시킬 배경 영상(50)을 선택하면 상기 생성된 글자 영상을 선택된 배경 영상에 합성하여 주는 과정이다. 여기서 이루어지는 합성 기법으로는 이미지 합성(image synthesis), 이미지 블렌딩(image blending), 이미지 보간(image interpolation), 알파 블렌딩(alpha blending) 등의 합성 기법을 적용할 수 있다.
다음의 제 8 단계(S80)는 렌더링(rendering) 단계로서, 변형된 글자 영상에 대하여 애니매이션 및/또는 색상부가 및/또는 배경영상 합성 등의 적어도 어느 하나의 처리가 이루어진 글자 영상에 대해서 렌더링을 수행함으로써, 최종적으로 변형 완료된 글자 영상의 출력-디스플레이가 이루어지는 단계이다.
도2는 상기 도1에 표현된 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에 따른 글자모양 변형 시스템 구성으로서, 사용자 인터페이스부(10), 벡터 폰트 데이터 베이스(20), 특징점 추출부(30), 글자영상 생성부(40), 배경 영상부(50), 후처리부(60), 디스플레이부(70)를 포함하고 있다.
사용자 인터페이스부(10)는 글자의 입력, 변형방법의 선택, 애니매이션 효과의 부가 여부 및 그 선택, 글자 색상의 선택 등에 이르는 사용자 요구를 입력하기 위한 수단으로서, 이동 단말기를 예로 든다면 키패드가 될 수 있고, 또한 메뉴 UI가 사용될 수 있다.
본 발명의 글자모양 변형방법은 벡터 폰트를 기반으로 하기 때문에 본 발명에 따른 글자 모양 변형 시스템은 벡터 폰트 데이터 베이스(20)를 갖는다. 벡터 폰트 데이터 베이스(20)는 입력된 글자에 해당하는 벡터 폰트를 가지며, 이 벡터 폰트는 특징점들을 토대로 구성되는 폰트 데이터가 된다.
특징점 추출부(30)는 앞서 설명한 바와같이 입력된 글자의 벡터 폰트에 대해서 그 벡터 폰트를 이루고 있는 글자마다의 특징점들을 추출하는 기능을 수행한다. 특징점의 추출 결과는 글자영상 생성부(40)로 제공된다.
글자영상 생성부(40)는 사용자 인터페이스부(10)를 통해서 선택된 변형방법에 대응하여 원래 벡터폰트(VFs: VectorFont_Source)의 특징점을 목표로 하는 변형 벡터폰트(VFt: VectorFont_Target)의 특징점으로 변환시키기 위한 변형 매트릭스 T를 구하고 이 것을 토대로 해당 벡터폰트를 변형시켜 글자 영상을 구성하는 기능을 수행한다.
배경 영상부(50)는 필요에 따라 사용자가 선택하여 상기 변형된 글자 영상과 합성할 배경 영상을 제공한다.
후처리부(60)는 변형된 글자 영상에 대한 색상의 부가나, 배경 영상과의 합성, 그리고 렌더링 등의 처리를 담당하는 부분이다.
후처리부(60)에서 최종적으로 완성된 변형된 글자 영상은 디스플레이부(70)로 전달되어 표현된다.
도3a 및 도3b는 본 발명에 따른 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에서, 투시 워핑(perspective warping) 방법을 보여준다. 즉, 글자 모양이 원근을 기반으로 하여 표현되는 그래픽 변환 기법의 예를 보여주고 있다.
도3a에 나타낸 바와 같이 원래의 벡터폰트(VFs)와 이 것을 변형시킬 벡터폰트(VFt)에 대해서 변형 매트릭스 T를 적용하여 글자의 각 특징점의 변형된 좌표를 구하는 것으로서, 이 과정을 상세하게 살펴본다.
벡터폰트(VFs)의 (u,v)는 T를 적용하여 목표 벡터폰트(VFt)의 (x,y)로 맵핑되어야 한다. 여기서, (x,y) 값을 각각 다음의 수학식 1로 정의한다.
Figure 112005055915970-pat00001
상기 수학식 1은 임의의 점 (xk,yk)에 대하여 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005055915970-pat00002
상기 수학식 2에서 a~h 8개의 변수를 구하기 위해서는 8개의 식이 필요하다. 따라서 투시 워핑(perspective warping)을 구하기 위해서는 4개의 점 이상이 되어야 계수(coefficient)를 구할 수 있다. 이는 다음의 수학식 3으로부터 출발하며, 여기서 k=0, 1, 2, 3 이다.
Figure 112005055915970-pat00003
상기 수학식 3에서 (u,v)에 대한 정규화(normalization)를 수행하면 도3b에 나타낸 바와 같이 다음의 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112005055915970-pat00004
상기 수학식 4로부터 다음과 같이 xk,yk [k=0,1,2,3]값이 유도된다.
c = x0
a+c-gx1 = x1
a+b+c-gx2-hx2 = x2
b+c-hx3 = x3
f = y0
d+f-gy1 = y1
d+e+f-gy2-hy2 = y2
e+f-hy3 = y3
이로부터 상기 a~h 계수값은 다음의 수학식 5와 같이 유도된다.
Figure 112005055915970-pat00005
따라서, 앞서 설명한 바와 같이 상기 a~h로부터 변형된 벡터폰트의 좌표 (x,y)를 구할 수 있게 된다.
x = [au+bv+c]/[gu+hv+i], y = [du+ev+f]/[gu+hv+i]
도4a는 4개의 점간의 관계를 이용해서 상기한 바와 같이 변형 매트릭스 T를 구하는 개념을 도식적으로 보여준다. 원래의 벡터폰트(VFs)에서 4개의 점(P1,P2,P3,P4)과 변형된 벡터폰트(VFt)에서의 4개의 점(P11,P21,P31,P41) 간의 관계를 이용해서 T를 구함으로써, 벡터의 특징점을 토대로 하는 좌표 변환을 수행하고 그 결과로부터 변형된 벡터폰트를 구성할 수 있음을 보여주고 있다.
도4b는 상기 도4a와 같이 구해진 변형 매트릭스 T를 적용하여 글자의 각 특징점의 변형된 좌표를 계산하는 방법을 도식적으로 보여주고 있다.
즉, 벡터폰트 모서리의 4개 점을 기준으로 구한 변형 매트릭스 T를 'A B C' 폰트의 각각의 특징점들에 적용함으로써, 원래의 벡터폰트의 임의의 특징점 (u,v)을 변형된 벡터폰트의 특징점 (x,y)으로 좌표변환할 수 있음을 보여준다.
도5a, 도5b 및 도5c는 원래의 벡터 폰트로부터 변형된 벡터폰트를 구하고, 이로부터 렌더링을 통해서 글자 영상이 생성된 것을 보여준다. 도a에 나타낸 바와 같이 벡터폰트의 각각의 특징점들을 변형 매트릭스 T를 적용하여 도5b에 나타낸 바와 같이 변형시키고, 여기에 렌더링 처리를 수행함으로써, 소정의 색상을 갖는 변형된 글자를 생성할 수 있음을 도식적으로 보여주고 있다.
도6은 앞서 설명한 바와 같이 생성된 변형된 글자 영상을 사용자가 선택한 특정 배경 영상에 합성하여 디스플레이한 결과를 보여주고 있다.
영상의 합성 기법으로는 이미지 합성(image synthesis), 이미지 블렌딩(image blending), 이미지 보간(image interpolation), 알파 블렌딩(alpha blending) 등의 합성 기법을 적용할 수 있다.
본 발명의 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법에 따르면, 글자 영상의 모양을 벡터 폰트를 이용해서 변형하기 때문에 다양하고 풍부한 효과의 폰트를 제공할 수 있고, 배경 영상에 합성을 통하여 사용자의 개성과 기호에 따라 다양한 효과의 영상 생성과 수정, 편집 등의 처리가 가능하다. 또한 이동 단말기에 본 발명의 벡터폰트 기반 글자영상 변형 기능을 탑재함으로써 멀티미디어 메시징 서비스 등에서 글자 애니매이션 등의 구현이 가능한 기반을 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 입력된 글자의 특징점을 추출하는 단계; 상기 입력된 글자에 대한 변형 방법을 선택하는 단계; 상기 선택된 변형 방법을 적용하여 상기 벡터폰트의 특징점을 변환하는 단계; 상기 변환된 특징점을 토대로 해당 글자 영상을 생성하여 디스플레이하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입력된 글자에 대한 변형 방법은 회전(rotate), 이동(translate), 기울임(skew), 스케일(scale), 이미지 워핑(image warping) 중에서 적어도 어느 하나의 변형 기법을 적용하는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 특징점의 변환은 입력된 글자와 이를 변형할 글자 각각의 모서리 4점간의 관계를 토대로 변형 매트릭스(transform matrix) T를 구하고, 상기 구해진 변형 매트릭스 T를 이용하여 글자의 각각의 특징점의 변형된 좌표를 구함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 변형된 글자 영상의 생성은 변형된 글자의 특징점을 토대로 변형된 글자 이미지를 구하고 이 글자 이미지를 렌더링함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 변형된 글자의 생성 시, 변형된 글자의 특징점을 토대로 변형된 글자 이미지를 구하고 상기 글자 이미지에 색상을 가해주는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 변형된 글자 영상의 생성 이후에, 해당 글자 영상을 배경 영상과 합성하여 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 변형된 글자 영상과 배경 영상의 합성은 이미지 합성(image synthesis), 이미지 블렌딩(image blending), 이미지 보간(image interpolation), 알파 블렌딩(alpha blending) 등의 합성 기법을 적용하는 것을 특징으로 하는 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 변형된 글자 영상에 대하여 시간에 따라 글자 영상에 이동(moving path), 회전(rotate), 스케일(scale) 등의 기법을 적용함으로써 애니매이션 효과를 부가해 주는 것을 특징으로 벡터 폰트 기반의 글자모양 변형방법.
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