TW201604722A - 手寫輸入系統及手寫輸入方法 - Google Patents

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Abstract

一種手寫輸入系統，包含手寫筆、手寫板以及處理單元。手寫筆包含筆體、第一感測單元以及第一通訊單元。第一感測單元感測筆體之動作而產生感測資料。手寫板包含觸控單元、顯示單元以及第二通訊單元。觸控單元感測手寫筆接觸手寫板之筆觸軌跡以及筆觸時間。第二通訊單元與第一通訊單元形成通訊。處理單元選擇性地設置於手寫筆與手寫板的其中之一中。處理單元根據感測資料計算筆體之傾斜角度，根據傾斜角度決定筆觸形狀，根據筆觸時間決定出墨量，且根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定手寫影像。顯示單元顯示手寫影像。

Description

手寫輸入系統及手寫輸入方法
本發明關於一種手寫輸入系統及手寫輸入方法，尤指一種模擬書法之手寫輸入系統及手寫輸入方法。
目前，手寫板與手寫筆的發展與應用已相當普及。使用者可握持手寫筆在手寫板上書寫或繪畫，以進行各式各樣的手寫輸入。對於手寫輸入而言，模擬書法最具有挑戰性，而書法藝術的精髓主要在於筆觸形狀與墨水濃淡的表現上。目前市面上針對模擬書法之手寫輸入技術主要係藉由偵測手寫筆作用在手寫板上的壓力與筆尖接觸面積，來決定筆觸形狀與墨水濃淡。由於習知技術並未考慮筆體的傾斜角度對於筆觸形狀的影響，也未考慮筆尖與手寫平面的接觸時間對於墨水濃淡的影響，因此習知技術仍無法完全模擬書法藝術的精髓。
本發明的目的之一在於提供一種模擬書法之手寫輸入系統及手寫輸入方法，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之手寫輸入系統包含一手寫筆、一手寫板以及一處理單元。手寫筆包含一筆體、一第一感測單元以及一第一通訊單元，其中第一感測單元與第一通訊單元皆設置於筆體中。第一感測單元感測筆體之一動作而產生一感測資料。手寫板包含一觸控單元、一顯示單元以及一第二通訊單元。觸控單元感測手寫筆接觸手寫板之一筆觸軌跡以及一筆觸時間。第二通訊單元與第一通訊單元形成通訊。處理單元選擇性地設置於手寫 筆與手寫板的其中之一中。處理單元根據感測資料計算筆體之一傾斜角度，根據傾斜角度決定一筆觸形狀，根據筆觸時間決定一出墨量，且根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定一手寫影像。顯示單元顯示手寫影像。
根據另一實施例，本發明之手寫輸入方法適用於一手寫輸入系統，其中手寫輸入系統包含一手寫筆以及一手寫板。手寫輸入方法包含：感測手寫筆之一動作而產生一感測資料；感測手寫筆接觸手寫板之一筆觸軌跡以及一筆觸時間；根據感測資料計算手寫筆之一傾斜角度，根據傾斜角度決定一筆觸形狀，根據筆觸時間決定一出墨量，且根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定一手寫影像；以及顯示手寫影像。
綜上所述，當使用者握持手寫筆於手寫板上進行書法的書寫時，本發明係先感測手寫筆之動作來計算手寫筆之傾斜角度，且感測手寫筆接觸手寫板之筆觸軌跡與筆觸時間。接著，本發明再根據傾斜角度決定筆觸形狀，根據筆觸時間決定出墨量，且根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定手寫影像。由於本發明係根據傾斜角度決定筆觸形狀，且根據筆觸時間決定出墨量，因此可動態地調整每一筆劃之筆觸形狀與出墨量，進而更接近書法藝術的精髓。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1、1'‧‧‧手寫輸入系統
10、10'、10"‧‧‧手寫筆
12‧‧‧手寫板
100‧‧‧筆體
102‧‧‧第一感測單元
104‧‧‧第一通訊單元
106‧‧‧第二感測單元
108‧‧‧位置調整件
110‧‧‧滑軌
120‧‧‧觸控單元
122‧‧‧顯示單元
124‧‧‧第二通訊單元
126‧‧‧處理單元
128‧‧‧儲存單元
130‧‧‧對照表
132‧‧‧虛擬硯台
θ1-θn‧‧‧角度範圍
S10-S18‧‧‧步驟
第1圖為根據本發明一實施例之手寫輸入系統的示意圖。
第2圖為第1圖中的手寫輸入系統的功能方塊圖。
第3圖為第2圖中的對照表的示意圖。
第4圖為第2圖中的顯示單元顯示虛擬硯台的示意圖。
第5圖為根據本發明一實施例之手寫輸入方法的流程圖。
第6圖為根據本發明另一實施例之手寫輸入系統的功能方塊圖。
第7圖為根據本發明另一實施例之手寫筆的示意圖。
第8圖為根據本發明另一實施例之手寫筆的示意圖。
請參閱第1圖至第5圖，第1圖為根據本發明一實施例之手寫輸入系統1的示意圖，第2圖為第1圖中的手寫輸入系統1的功能方塊圖，第3圖為第2圖中的對照表130的示意圖，第4圖為第2圖中的顯示單元122顯示虛擬硯台132的示意圖，第5圖為根據本發明一實施例之手寫輸入方法的流程圖。第5圖中的手寫輸入方法適用於第1、2圖中的手寫輸入系統1。
如第1圖與第2圖所示，手寫輸入系統1包含一手寫筆10、一手寫板12以及一處理單元126。手寫筆10包含一筆體100、一第一感測單元102以及一第一通訊單元104，其中第一感測單元102與第一通訊單元104皆設置於筆體100中，且第一感測單元102與第一通訊單元104電性連接。於此實施例中，處理單元126設置於手寫板12中，且手寫板12另包含一觸控單元120、一顯示單元122、一第二通訊單元124以及一儲存單元128，其中處理單元126電性連接於觸控單元120、顯示單元122、第二通訊單元124與儲存單元128。第二通訊單元124與第一通訊單元104可以有線或無線的方式相互形成通訊，其中有線或無線的通訊方式可由習知技藝之人輕易達成，在此不再贅述。
於實際應用中，第一感測單元102可為陀螺儀、重力感測器或其它類似感測器；觸控單元120可為觸控面板；顯示單元122可為液晶顯示器或其它顯示器；處理單元126可為具有資料處理功能之處理器或控制器；儲存單元128可為記憶體、硬碟或其它資料儲存裝置。於此實施例中，儲存單元128儲存一對照表130。如第3圖所示，對照表130記錄複數個角度範圍與複數個筆觸形狀，其中每一個角度範圍對應筆觸形狀的其中之一。
當使用者握持手寫筆10於手寫板12上進行書法的書寫時，手寫筆10之第一感測單元102會感測筆體100之一動作而產生一感測資料(第2 圖中的步驟S10)，且手寫板12之觸控單元120會感測手寫筆10接觸手寫板12之一筆觸軌跡以及一筆觸時間(第2圖中的步驟S12)，其中感測資料會經由第二通訊單元124與第一通訊單元104自手寫筆10傳送至手寫板12。接著，處理單元126即會根據感測資料計算筆體100之一傾斜角度，再根據傾斜角度查詢對照表130而決定一筆觸形狀(第2圖中的步驟S14)。舉例而言，若筆體100之傾斜角度介於角度範圍θ2-θ3之間，則處理單元126所決定之筆觸形狀即為對應角度範圍θ2-θ3之筆觸形狀。此外，處理單元126還會根據筆觸時間決定一出墨量(第2圖中的步驟S14)。最後，處理單元126再根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定一手寫影像(第2圖中的步驟S16)，且控制顯示單元122顯示手寫影像(第2圖中的步驟S18)。
於此實施例中，當筆觸時間小於一門檻值(例如，3秒)時，出墨量隨著筆觸時間的增加而增加，當筆觸時間大於或等於門檻值時，出墨量為一定值。請一併參閱下表1，表1顯示餘墨量、筆觸時間以及出墨量之關係，其中餘墨量I1>I2>I3>I4，筆觸時間T1<T2<T3<T4，且出墨量A>B>C>D。假設出墨量A為真實紙張的吸墨量上限，且餘墨量為真實毛筆沾一次墨水的墨水量。當餘墨量非常充足時(例如，餘墨量為I1時)，無論筆觸時間多久皆可提供最大出墨量A。隨著書寫時間的增加，餘墨量會漸漸減少，若筆觸時間太短，出墨量便會跟著減少，此時，使用者可增加每一筆劃的筆觸時間來增加出墨量。以表1中的餘墨量I3為例，筆觸時間之門檻值為T3，當筆觸時間小於T3時，出墨量會隨著筆觸時間的增加而增加，當筆觸時間大於或等於T3時，出墨量即為一定值。
再者，出墨量隨著手寫筆10接觸手寫板12之一總接觸時間的增加而減少。如表1所示，若第一筆劃之餘墨量為I1且筆觸時間為T1，則出墨量為A；若第二筆劃之餘墨量減少為I2且筆觸時間仍為T1，總接觸時間增加為2T1，則出墨量即會減少為B，而使得手寫影像呈現濃淡變化的效果。若使用者希望維持同樣的出墨量A，只要使第二筆劃之筆觸時間增加為T2即可。
如第4圖所示，顯示單元122顯示一虛擬硯台132，用以回復一總墨量。當手寫筆10於手寫板12上連續書寫一段時間後，手寫影像會因為餘墨量不足而顯得模糊不清，此時，使用者可以手寫筆10點擊虛擬硯台132，以回復總墨量，亦即補足餘墨量，而繼續書寫。由於本發明係根據使用者握持手寫筆10之傾斜角度決定筆觸形狀，且根據手寫筆10接觸手寫板12之筆觸時間決定出墨量，因此可動態地調整每一筆劃之筆觸形狀與出墨量，進而更接近書法藝術的精髓。
於另一實施例中，當手寫筆10接觸手寫板12時，處理單元126還可根據感測資料計算筆體100之速度，且根據傾斜角度與速度決定筆觸形狀。換言之，除了上述根據筆體100之傾斜角度決定筆觸形狀外，本發明還可同時根據筆體100之傾斜角度與筆體100之速度來決定筆觸形狀。因此，當使用者握持手寫筆10從空中急速落下接觸手寫板12時，本發明即可根據筆體100之傾斜角度與筆體100之速度產生濺墨筆觸效果；反之，當使用者握持手寫筆10從空中緩慢落下接觸手寫板12時，便不會產生濺墨筆觸效果。藉此，即可更接近書法藝術的精髓。
請參閱第6圖，第6圖為根據本發明另一實施例之手寫輸入系統1'的功能方塊圖。手寫輸入系統1'與上述之手寫輸入系統1的主要不同之處在於，手寫輸入系統1'之處理單元126與儲存單元128係設置於手寫筆10中， 且電性連接於第一感測單元102與第一通訊單元104。換言之，本發明可將處理單元126與儲存單元128選擇性地設置於手寫筆10與手寫板12的其中之一中，來進行上述之處理程序。需說明的是，第6圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
請參閱第7圖，第7圖為根據本發明另一實施例之手寫筆10'的示意圖。手寫筆10'與上述之手寫筆10的主要不同之處在於，手寫筆10'另包含一第二感測單元106，其中第一感測單元102與第二感測單元106分別設置於筆體100的相對二端中。於此實施例中，第一感測單元102與第二感測單元106共同感測筆體100之動作而產生上述之感測資料。藉此，無論使用者握持手寫筆10'的何處來進行書寫，皆可確保感測資料的準確度。需說明的是，第7圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
請參閱第8圖，第8圖為根據本發明另一實施例之手寫筆10"的示意圖。手寫筆10"與上述之手寫筆10的主要不同之處在於，手寫筆10"另包含一位置調整件108，且筆體100具有一滑軌110，其中位置調整件108可移動地設置於滑軌110中，且第一感測單元102設置於位置調整件108上。於此實施例中，使用者可操作位置調整件108相對滑軌110滑動，以將第一感測單元102調整至對應其握持手寫筆10"的位置，進而確保感測資料的準確度。需說明的是，第8圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理大致相同，在此不再贅述。
綜上所述，當使用者握持手寫筆於手寫板上進行書法的書寫時，本發明係先感測手寫筆之動作來計算手寫筆之傾斜角度，且感測手寫筆接觸手寫板之筆觸軌跡與筆觸時間。接著，本發明再根據傾斜角度決定筆觸形狀，根據筆觸時間決定出墨量，且根據筆觸軌跡、筆觸形狀與出墨量決定手寫影像。由於本發明係根據傾斜角度決定筆觸形狀，且根據筆觸時間決定出墨量，因此可動態地調整每一筆劃之筆觸形狀與出墨量，進而更接近書法藝術的精 髓。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧手寫輸入系統
10‧‧‧手寫筆
12‧‧‧手寫板
102‧‧‧第一感測單元
104‧‧‧第一通訊單元
120‧‧‧觸控單元
122‧‧‧顯示單元
124‧‧‧第二通訊單元
126‧‧‧處理單元
128‧‧‧儲存單元
130‧‧‧對照表

Claims (15)

  1. 一種手寫輸入系統，包含：一手寫筆，包含一筆體、一第一感測單元以及一第一通訊單元，該第一感測單元與該第一通訊單元皆設置於該筆體中，該第一感測單元感測該筆體之一動作而產生一感測資料；一手寫板，包含一觸控單元、一顯示單元以及一第二通訊單元，該觸控單元感測該手寫筆接觸該手寫板之一筆觸軌跡以及一筆觸時間，該第二通訊單元與該第一通訊單元形成通訊；以及一處理單元，選擇性地設置於該手寫筆與該手寫板的其中之一中，該處理單元根據該感測資料計算該筆體之一傾斜角度，根據該傾斜角度決定一筆觸形狀，根據該筆觸時間決定一出墨量，且根據該筆觸軌跡、該筆觸形狀與該出墨量決定一手寫影像，該顯示單元顯示該手寫影像。
  2. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該處理單元設置於該手寫筆中，且電性連接於該第一感測單元與該第一通訊單元。
  3. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該處理單元設置於該手寫板中，且電性連接於該觸控單元、該顯示單元與該第二通訊單元。
  4. 如請求項1所述之手寫輸入系統，另包含一儲存單元，電性連接於該處理單元，該儲存單元儲存一對照表，該對照表記錄複數個角度範圍與複數個筆觸形狀，每一該角度範圍對應該等筆觸形狀的其中之一。
  5. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中當該筆觸時間小於一門檻值時，該出墨量隨著該筆觸時間的增加而增加，當該筆觸時間大於或等於該門檻值時，該出墨量為一定值。
  6. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該出墨量隨著該手寫筆接觸該手寫板之一總接觸時間的增加而減少。
  7. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該顯示單元顯示一虛擬硯台，用以回復一總墨量。
  8. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該手寫筆另包含一第二感測單元，該第一感測單元與該第二感測單元分別設置於該筆體的相對二端中，該第一感測單元與該第二感測單元共同感測該筆體之該動作而產生該感測資料。
  9. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中該手寫筆另包含一位置調整件，該筆體具有一滑軌，該位置調整件可移動地設置於該滑軌中，且該第一感測單元設置於該位置調整件上。
  10. 如請求項1所述之手寫輸入系統，其中當該手寫筆接觸該手寫板時，該處理單元根據該感測資料計算該筆體之一速度，且根據該傾斜角度與該速度決定該筆觸形狀。
  11. 一種手寫輸入方法，適用於一手寫輸入系統，該手寫輸入系統包含一手寫筆以及一手寫板，該手寫輸入方法包含：感測該手寫筆之一動作而產生一感測資料；感測該手寫筆接觸該手寫板之一筆觸軌跡以及一筆觸時間；根據該感測資料計算該手寫筆之一傾斜角度，根據該傾斜角度決定一筆觸形狀，根據該筆觸時間決定一出墨量，且根據該筆觸軌跡、該筆觸形狀與該出墨量決定一手寫影像；以及顯示該手寫影像。
  12. 如請求項11所述之手寫輸入方法，其中當該筆觸時間小於一門檻值時，該出墨量隨著該筆觸時間的增加而增加，當該筆觸時間大於或等於該門檻值時，該出墨量為一定值。
  13. 如請求項11所述之手寫輸入方法，其中該出墨量隨著該手寫筆接觸該手寫板之一總接觸時間的增加而減少。
  14. 如請求項11所述之手寫輸入方法，另包含： 顯示一虛擬硯台；點擊該虛擬硯台；以及回復一總墨量。
  15. 如請求項11所述之手寫輸入方法，另包含：當該手寫筆接觸該手寫板時，根據該感測資料計算該筆體之一速度；以及根據該傾斜角度與該速度決定該筆觸形狀。
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