TWI502521B

TWI502521B - 筆觸顯示方法

Info

Publication number: TWI502521B
Application number: TW102121359A
Authority: TW
Inventors: Wei Hung Sun; Ching Sheng Tsai
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201501042A

Description

筆觸顯示方法

本發明是關於一種筆觸顯示方法，特別是一種提高手寫輸入時之筆觸線性度並依據壓感大小調整筆觸寬度之筆觸顯示方法。

現今手寫輸入已經成為主流操作技術，其減少了習知裝置之複數實體按鍵之設置，使用者僅需利用手指或觸控筆於裝置之觸控面板上點擊或滑移，即可完成輸入操作。此種直覺化的操作方式對使用者來說更為便利，因此許多行動電子裝置、顯示螢幕、作業軟體或應用程式等均開始支援觸控輸入操作。

然而，在進行手寫輸入時，受到軟硬體之偵測速度或反應時間等限制，若使用者進行滑移操作時速度過快，容易導致呈現出之筆觸線段不連續或是無法確實描繪出想要之線段形式，進而造成使用者輸入操作上之困擾。而目前大多應用程式並無法實際上根據所偵測之壓感大小，來動態調整對應筆觸線段之粗細變化，只能利用不同粗細之線段彼此連接達到相似之效果；但前述方式容易形成鋸齒狀或連續性不佳之線段，而帶給使用者較負面之操作感受。

因此，如何能使手寫輸入對應顯示之筆觸更有連續性，且能因應使用者輸入時所施予之壓力大小，來呈現不同粗細之筆觸效果，實為一值得研究的課題。

本發明之主要目的係在提供一種提高筆觸線性度並依據壓感大小調整筆觸寬度之筆觸顯示方法。

為達到上述之目的，本發明之筆觸顯示方法應用於支援觸控輸入之電子裝置。該方法包括以下步驟：(a)偵測移動軌跡，以隨著移動軌跡之移動陸續取得複數個原始點；(b)判斷新取得之原始點與前一個原始點間所形成之新區間之第一間距是否大於設定值；(c)若第一間距大於設定值，則於兩原始點間插入至少一補償點，以形成複數個子區間，使得各子區間之第二間距小於設定值；(d)判斷每一點所對應之壓感值，以決定各點所對應之筆觸寬度，並描繪出移動軌跡對應形成之筆觸。

藉此設計，本發明之筆觸顯示方法能針對使用者以手寫輸入所產生之移動軌跡，執行即時動態處理，使得對應形成之筆觸更具連續性且不易中斷；而依據使用者於輸入時所施加之壓力不同，筆觸亦可動態產生因應之粗細變化，進而帶給使用者更加真實之操作感受。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧主體

20‧‧‧顯示模組

21‧‧‧壓力感測單元

30‧‧‧系統模組

S1~S5、S31~S35、S41~S44‧‧‧步驟

A‧‧‧目標區間

A’‧‧‧前一區間

a1、a2、a11、a12、a21、a22‧‧‧子區間

V1‧‧‧第一向量

V2‧‧‧第二向量

V‧‧‧平均向量

P0、P1、P2‧‧‧端點

L1‧‧‧第一直線

L2‧‧‧第二直線

O1、O2、O3‧‧‧補償點

圖1是應用本發明之筆觸顯示方法之電子裝置之系統方塊圖。

圖2是本發明之筆觸顯示方法之主流程圖。

圖3是本發明之筆觸顯示方法之步驟S3之細部流程圖。

圖4(a)是應用本發明之筆觸顯示方法之一實施例於目標區間內插入補償點之示意圖。

圖4(b)是應用本發明之筆觸顯示方法之另一實施例於目標區間內插入補償點之示意圖

圖5是本發明之筆觸顯示方法之步驟S4之細部流程圖。

圖6是應用本發明之筆觸顯示方法形成筆觸之示意圖。

為能讓貴審查委員更瞭解本發明之技術內容，特舉出較佳實施例說明如下。

請先參考圖1是應用本發明之筆觸顯示方法之電子裝置1之系統方塊圖。本發明之筆觸顯示方法主要應用於支援手寫輸入之電子裝置1，例如可攜式電腦、智慧型手機、觸控顯示螢幕等，但本發明不以此為限，亦可應用於提供類似功能之其他電子裝置上。

如圖1所示，電子裝置1包括主體10、顯示模組20及系統模組30。主體10可為裝置外殼或框架。顯示模組20設置於主體10之一側，以供使用者執行手寫輸入。顯示模組20並包括壓力感測單元21，以於手寫輸入時一併偵測所施予顯示模組20之壓力大小。此處顯示模組20可為觸控顯示面板。系統模組30設置於主體10內，並與顯示模組20電性連接。

在本發明之一實施例中，系統模組30可包括處理單元及儲存單元。儲存單元儲存有作業系統及各類應用程式，此處儲存單元可為記憶體或硬碟等儲存裝置。處理單元可依指令執行作業系統及所需之應用程式，此處處理單元可為中央處理單元。須注意的是，系統模組30之實施態樣不以此為限，其可為硬體、軟體、韌體之其中之一或任二者以上之任意結合。

為了實現本發明之筆觸顯示方法，電子裝置1在藉由顯示模組20偵測到使用者之手寫輸入後，利用系統模組30對手寫輸入所產生之移動軌跡即時處理，以便於顯示模組20顯示對應之筆觸結果。

請參考圖2是本發明之筆觸顯示方法之主流程圖。須注意的是，以下雖配合圖1所示之電子裝置1為例說明本發明之筆觸顯示方法，但本發明並不以此為限，任何具有類似架構或功能之電子裝置皆可應用本發明之筆觸顯示方法。如圖2所示，本發明之筆觸顯示方法包括步驟S1至步驟S5。以下將詳細說明該方法之各個步驟。

步驟S1：偵測移動軌跡，以隨著移動軌跡之移動陸續取得複數個原始點。

當使用者於電子裝置1之顯示模組20上以滑移方式執行手寫輸入時，此滑移操作會形成線性移動軌跡；在此同時，顯示模組20會週期性地偵測該移動軌跡，以依據該移動軌跡取得複數個原始點，將所取得之相關點資訊傳送給系統模組30處理。此處利用顯示模組20偵測移動軌跡以取得原始點之實施方式為習知技術，在此不多加贅述。其中於使用者以手指或觸控筆開始接觸顯示模組20之位置時即產生一初始原始點，而隨著該滑移操作之移動，顯示模組20會陸續取得其他新增之原始點；也就是說，在此滑移操作未停止之前，其移動軌跡之動態改變會使所取得之原始點之數量持續增加。

實際上，使用者每次執行滑移操作時，其移動軌跡至少會產生二個原始點；相鄰且依序先後產生之二個原始點之間會形成一個區間，且此區間之間距等於前述二個原始點間連線之直線距離。此外對於前述二個原始點，自舊原始點指向新原始點會形成一方向向量，此方向向量之運用將說明於本發明之後述內容中。

此外，在本發明之一實施例中，可先以均值濾波器(mean filter)對偵測移動軌跡後所取得之該些點執行一平滑處理，以取得較連續且密集之複數個原始點，但本發明不以此為限。

步驟S2：判斷新取得之原始點與前一個原始點間所形成之新區間之第一間距是否大於設定值。

前述原始點數量會隨著滑移操作之移動而陸續增加，而先後產生之二相鄰原始點所形成之區間會隨著該滑移操作之移動速度改變，而有不同區間大小之差異。為了避免任二個依序先後產生且相鄰之原始點所形成區間之間距過大，導致後續繪製筆觸時無法正確反映出實際之移動軌跡，降低筆觸線性度，因此本發明針對所取得之二相鄰原始點間之區間做進一步處理。

當顯示模組20依據移動軌跡之動態移動而新取得一個原始點時，此新取得之原始點與前一個取得之相鄰原始點間即形成一新區間；系統模組30即可計算前述二個原始點間所形成之新區間之第一間距大小。此處新區間之第一間距可藉由二個新舊原始點之坐標並經計算後而取得，但本發明不以此為限。而系統模組30中儲存有適當區間間距之設定值，此設定值可為預設值或由使用者自訂其大小。在本發明之一實施例中，此設定值不小於顯示面板上5個畫素之對應距離(即至少為5個畫素之對應距離)，但本發明不以此為限。

當系統模組30計算出該新區間之第一間距後，將其與適當區間間距之設定值相互比對，以判斷目前新取得之原始點與前一個原始點所形成之新區間之第一間距是否過大。若計算出之第一間距大於設定值，則續行步驟S3；若計算出之第一間距小於設定值，則直接續行步驟S4。

步驟S3：若第一間距大於設定值，則於二原始點間插入至少一補償點，以形成複數個子區間，使得各子區間之第二間距小於設定值。

當判斷出目前新取得之原始點與相鄰之前一個原始點所形成之新區間之第一間距大於設定值時，系統模組30會於該新區間內插入至少一補償點，藉由該些補償點及位於兩端之原始點將該新區間分成複數個子區間，以令各子區間之第二間距均小於設定值。此處所插入之補償點數量視情況而定，若於插入一個補償點後，所形成之複數個子區間之第二間距已小於設定值，則無需再插入其他補償點；若於插入一個補償點後，所形成之複數子區間之子間距仍大於設定值，則於對應之子區間內繼續插入其他補償點，直到所有形成之複數子區間之間距均小於設定值為止。有關如何插入補償點之實施方式將於後述實施例中加以詳述。

步驟S4：判斷該新區間內每一點所對應之壓感值，以決定各點所對應之筆觸寬度，並描繪出移動軌跡對應形成之筆觸。

在偵測滑移操作之移動軌跡之同時，顯示模組20亦藉由壓力感測單元21，偵測使用者執行滑移操作時所施加於顯示模組20之壓力大小，並將各位置之壓感資訊傳送至系統模組30。因此，系統模組30可找出新區間內對應所取得之原始點或所插入之補償點之壓感值，以藉由各點對應之壓感值決定於各點位置對應呈現之筆觸寬度。

而在確認新區間內每一點所對應之筆觸寬度後，系統模組30即可依據每一點之位置及其對應之筆觸寬度，彼此連線以描繪出使用者執行滑移操作之移動軌跡，以形成對應之筆觸。因此，所形成之筆觸會依據各點位置接收之壓感值不同，而對應呈現不同粗細之型態。此處有關以壓感值決定各點之筆觸寬度及描繪移動軌跡對應之筆觸之實施態樣，亦將於後述實施例中一併說明。

步驟S5：重複遞回執行步驟S1至S4，直到移動軌跡停止移動。

當執行前述步驟S1至S4後，系統模組30即完成針對一個新增原始點與其前一個相鄰原始點間所形成之新區間之筆觸繪製，並藉由顯示模組20動態呈現對應之筆觸影像，以達到隨著移動軌跡移動而即時形成對應筆觸之目的。在滑移操作未結束之前，移動軌跡會持續延伸，使得新原始點會持續產生，並將前一個取得之新原始點視為舊原始點。因此，在顯示模組20偵測移動軌跡之持續移動而取得另一新原始點後，系統模組 30繼續針對此新原始點與之前相鄰之舊原始點(即前一個新原始點)所形成之另一新區間，重複遞回執行前述步驟S1至S4，以達到隨著移動軌跡動態呈現筆觸之效果，直到移動軌跡停止移動(即不再增加新原始點)為止。

以下針對本發明之筆觸顯示方法中如何於二點間插入至少一補償點做進一步說明。請一併參考圖3至圖4(b)。圖3是本發明之筆觸顯示方法之步驟S3之細部流程圖；圖4(a)是應用本發明之筆觸顯示方法之一實施例於目標區間內插入補償點之示意圖；圖4(b)是應用本發明之筆觸顯示方法之另一實施例於目標區間內插入補償點之示意圖。如圖3所示，本發明之筆觸顯示方法於步驟S3中更包括步驟S31至步驟S35。以下將針對前述各步驟詳細說明。

步驟S31：選定待插入至少一補償點之目標區間A。

當系統模組30判斷某個區間之間距大於設定值時，會選定該區間做為一個目標區間，以插入至少一補償點。在初始狀態下，系統模組30會先以新舊二個原始點所形成且間距大於設定值之區間選定為目標區間；隨著補償點之插入將該目標區間分為複數個子區間後，系統模組30亦可能以任一個第二間距大於設定值之子區間做為另一個目標區間。

以下舉出一實施例加以說明。如圖4(a)所示，假設目前依據移動軌跡所取得之新增原始點為P2點，而於P2點之前所取得之各點均視為已取得之舊有原始點(為便於描述本發明，在圖4(a)中僅顯示P0點及P1點)。

當判斷新增原始點P2與前一個相鄰之舊原始點P1所形成之新區間之第一間距大於設定值時，即選定此新區間為目標區間A；於圖4(a)中目標區間A之第一間距大於設定值，該目標區間A之二端點為P1點及P2點，且該目標區間A之前一區間A’(即與目標區間相鄰且共用端點之前一區間)之二端點為P0點及P1點。系統模組30會取得前述各點之坐標參數，以供後續處理。此處所指形成目標區間A或目標區間之前一區間A’ 之兩端點可為二個原始點、二個補償點或原始點與補償點各一。

步驟S32：取得相鄰目標區間之前一區間A’之二端點P0、P1所對應之第一向量V1，及目標區間A之二端點P1、P2所對應之第二向量V2，以求出第一向量V1及第二向量V2之平均向量V。

如圖4(a)所示，在前述步驟S31取得形成目標區間A及目標區間之前一區間A’之各端點後，系統模組30可利用形成目標區間之前一區間A’之P0點及P1點求得一第一向量V1，此第一向量V1為自P0點指向並連接至P1點之向量，而第一向量V1之方向為自P0點指向P1點之方向。系統模組30並利用形成目標區間A之P1點及P2點求得一第二向量V2，此第二向量V2為自P1點指向並連接至P2點之向量，而此第二向量V2之方向為自P1點指向P2點之方向。據此，系統模組30可依據第一向量V1及第二向量V2求出一平均向量V，且沿著此平均向量V之第一直線L1介於第一向量V1及第二向量V2所夾設之夾角內。

步驟S33：依據平均向量V決定一插入位置，以插入補償點O1。

如圖4(a)所示，在求出第一向量V1及第二向量V2之平均向量V後，系統模組30可依據平均向量V決定一插入位置。在本實施例中，此插入位置位於沿著對應平均向量V之第一直線L1上，且該插入位置至P1點之距離等於插入位置至P2點之距離。接著系統模組30於此插入位置插入一補償點O1，以將此目標區間A分為二個子區間a1、a2；藉由前述插入位置之相對距離設置，使得子區間a1及a2具有相同之第二間距。須注意的是，前述插入位置並不以本實施例為限，插入位置亦可視不同設計而取第一直線L1上之其他點位置，例如插入位置可為平均向量V之頂點，或者令插入位置至P1點之距離等於P1點至P1點與P2點間之中心位置之距離等。

步驟S34：判斷於插入補償點O1後所形成之任一子區間a1或a2之第二間距是否大於設定值。

經由前述步驟S33於目標區間A中插入補償點O1後，系統模組30可接著判斷所形成之任一子區間a1或a2之第二間距是否仍然大於設定值。如圖4(a)所示，在本實施例中，經插入補償點O1後，所有子區間a1及a2之第二間距均小於設定值，因此即可完成步驟S3於新舊二個原始點間(P1點與P2點間)之補償點插入動作，以續行步驟S4。

步驟S35：若任一子區間a1或a2之第二間距大於設定值，則將該子區間a1或a2視為另一目標區間，並重複遞回執行步驟S31至S34，直到所有子區間之第二間距均小於設定值。

當判斷有任一子區間a1或a2之子間距大於設定值，表示該子區間a1或a2需要繼續插入其他補償點，因此系統模組30可將第二間距大於設定值之該子區間視為另一目標區間，並重複遞回執行步驟S31至S34，直到所有形成之子區間之第二間距均小於設定值。如圖4(b)所示，在本發明之另一實施例中，系統模組30判斷子區間a1及a2之子間距均大於設定值，因此系統模組30會重複遞回執行步驟S31至S34，先將子區間a1視為另一目標區間，利用形成子區間a1之二端點(P1點及補償點O1)及形成相鄰之前一區間之二端點(P0點及P1點)，求得各自之對應向量及其平均向量，以決定另一插入位置來插入補償點O2。此時補償點O2位於沿著對應前述平均向量之第二直線L2上，且該插入位置至P1點之距離等於插入位置至補償點O1之距離。而補償點O2將子區間a1再分為二個子區間a11、a12。

之後，系統模組30會再次重複遞回執行步驟S31至S34，將另一子區間a2視為目標區間，利用形成子區間a2之二端點(補償點O1及P2點)及形成相鄰之前一區間之二端點(補償點O2及補償點O1)求得各自之對應向量及其平均向量，決定另一插入位置來插入補償點O3。此時補償點O3位於沿著對應前述平均向量之第三直線L3上，且該插入位置至補償點O1之距離等於插入位置至P2點之距離。而補償點O3將子區間a2再分為二個子區間a21、a22。據此，使得所有形成之子區間a11、a12、a21、a22之第二間距均小於設定值，以續行步驟S4。若此時所形成之任一子區間a11、a12、a21或a22之第二間距仍大於設定值，則系統模組30繼續針對該子區間重複遞回執行步驟S31至S34，直到所有形成之子區間之第二間距均小於設定值。

藉此設計，本發明之筆觸顯示方法會先針對新增原始點與相鄰之前一個原始點間所形成之區間，判斷是否進行補點並予以執行，若此區間不需補點，或完成此區間之補點動作使得每個子區間均小於設定值後，才開始對後續取得之另一新增點與現存點間重複遞回執行判斷是否進行補點之動作，以使移動軌跡所對應之所有點能更密集且保持所形成筆觸之線性度。

以下針對本發明之筆觸顯示方法之步驟S4中如何決定各點對應之筆觸寬度並描繪對應筆觸進一步說明。請一併參考圖5及圖6。圖5是本發明之筆觸顯示方法之步驟S4之細部流程圖；圖6是應用本發明之筆觸顯示方法形成筆觸之示意圖。如圖5所示，本發明之筆觸顯示方法於步驟S4中更包括步驟S41至步驟S44。以下將詳細說明該方法之各個步驟。

步驟S41：偵測新區間內每一點所對應之一壓感值。

隨著前述使用者所執行之滑移操作，當使用者施力大小不同時，會對顯示模組20施予不同之壓力；因此，如圖6所示，藉由顯示模組20之壓力感測單元21，來偵測滑移操作所形成之移動軌跡中於前述新區間內各點位置(包括二端點P_n-1 、P_n 及插入之所有補償點O)所對應之壓感值。

步驟S42：依據每一點與其前一點所對應之方向向量，決定經過每一點且實質上垂直該方向向量之一法向量。

其中每一點與其前一點所對應之方向向量即為自每一點之前一點指向並連線至每一點之方向向量；於每一點以其對應之方向向量為基礎，經計算以決定經過每一點且實質上垂直該方向向量之法向量。如圖6所示，舉例來說，補償點O與其前一點(即P_n-1 點)所對應之方向向量為自P_n-1 點指向並連線至補償點O之方向向量V_n-1 ；而P_n 點與其前一點(即補償點O)所對應之方向向量為自補償點O指向並連線至P_n 點之方向向量V_n 。因此，經計算後可取得補償點O所對應之法向量，以及P_n 點所對應之法向量。

步驟S43：藉由每一點所對應之壓感值以沿著對應法向量之直線決定每一點所對應之一筆觸寬度。

於前述步驟S41及S42中，已取得每一點所對應之壓感值及對應之法向量，因此系統模組可依據每一點對應之壓感值大小，經換算處理以決定每一點沿著對應法向量之直線所需之對應長度。接著以每一點為基準點，沿著其法向量之直線朝兩側延伸至該對應長度，此時通過該點之線段長度即為該點所對應之筆觸寬度。如圖6所示，舉例來說，原本已描繪之P_n-1 點所對應之筆觸寬度為C0，補償點O所對應之筆觸寬度為C1；而P_n 點所對應之筆觸寬度為C2。

步驟S44：根據每一點所對應之筆觸寬度描繪移動軌跡以形成對應之筆觸。

於前述步驟S43中決定了每一點所對應之筆觸寬度後，系統模組可將每一點對應之筆觸寬度所形成之複數個同側端點，以直線相互連接，而描繪出實際移動軌跡所對應之筆觸之輪廓範圍；最後再將其以相同色彩填滿，即可呈現移動軌跡依據不同壓感值所對應形成之筆觸，並藉由顯示模組20予以顯示。如圖6所示，舉例來說，將原本已描繪之P_n-1 點所對應之筆觸寬度C0，與補償點O所對應之筆觸寬度C1、P_n 點所對應之筆觸寬度C2之數個同側端點彼此相互連接，即可呈現如圖中斜線部分之筆觸效果。

雖然前述所形成之筆觸會依據各個點所受之壓力不同而呈現粗細差異，但隨著使用者所選擇呈現之筆觸類型不同，其筆觸粗細受壓力影響之改變程度亦會予以調整。舉例來說，當使用者藉由應用程式選用毛筆或麥克筆等筆觸時，對任一點所施加之壓力越大，則該點所對應呈現之筆觸會有明顯變粗之型態；而當使用者選用原子筆之筆觸時，即使對任一點所施加之壓力越大，該點所對應呈現之筆觸則仍維原本粗細，而不會有太明顯變粗之型態。據此，本發明之筆觸顯示方法更能反映現實中使用不同類型之筆所對應呈現之筆觸描繪樣式。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

Claims

一種筆觸顯示方法，應用於支援觸控輸入之一電子裝置，該方法包括以下步驟：(a)偵測一移動軌跡，以隨著該移動軌跡之移動陸續取得複數個原始點；(b)判斷新取得之該原始點與前一個該原始點間所形成之一新區間之一第一間距是否大於一設定值；(c)若該間距大於該設定值，則於該二原始點間插入至少一補償點，以形成複數個子區間，使得各該子區間之一第二間距小於設定值；(d)判斷該新區間內每一點所對應之一壓感值，以決定該每一點所對應之一筆觸寬度，並描繪出該移動軌跡對應形成之一筆觸；其中，該步驟(c)包括以下步驟：(c1)選定待插入該至少一補償點之一目標區間；(c2)取得相鄰該目標區間之一前一區間之二端點所對應之一第一向量，及該目標區間之二端點所對應之一第二向量，以求出該第一向量及該第二向量之一平均向量；(c3)依據該平均向量決定一插入位置，以插入該補償點；(c4)判斷於插入該補償點後所形成之任一該子區間之該第二間距是否大於該設定值；以及(c5)若所有該子區間之該第二間距均小於該設定值，則續行步驟(d)。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(c4)後更包括以下步驟：(c6)若任一該子區間之該第二間距大於該設定值，則將該子區間視為另一目標區間，並重複遞回執行步驟(c1)至(c4)，直到所有該子區間之該第二間距均小於設定值，以續行步驟(d)。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該插入位置位於沿著對應該平均向量之一第一直線上。
如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該插入位置至該目標區間之該二端點具有相等距離。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(d)中更包括以下步驟：(d1)偵測該新區間內每一點所對應之該壓感值；(d2)依據每一點與其前一點所對應之一方向向量，決定經過每一點且實質上垂直該方向向量之一法向量；(d3)藉由每一點所對應之該壓感值以沿著該法向量之一第二直線決定每一點所對應之一筆觸寬度；(d4)根據每一點所對應之該筆觸寬度描繪該移動軌跡以形成對應之一筆觸。
如申請專利範圍第5項所述之方法，其中於步驟(d4)中將每一點對應之該筆觸寬度所形成之複數個同側端點以直線相互連接，以描繪出該移動軌跡所對應之該筆觸之一輪廓範圍。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該設定值不小於5個畫素之對應距離。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該筆觸寬度可依據對應之一筆觸類型不同而予以調整。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於步驟(a)中該複數個原始點以一均值濾波器(mean filter)執行一平滑處理。