一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法
2023-07-14 12:31:31 1
一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法
【專利摘要】本發明公開了一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法，該方法包括：根據手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置，確定具有外接矩形的平面圖形的位置；將手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息轉化為速度縮放因子，根據速度縮放因子改變平面圖形的大小；將手寫輸入設備提供的書寫方向相關信息轉化為方位角，根據方位角改變平面圖形的方向；填充所述平面圖形形成的區域。應用本發明可以使用戶手寫輸入的筆畫具有出筆鋒效果，使用戶獲得逼真的書寫體驗。
【專利說明】 一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸入法【技術領域】，特別是一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的飛速發展，人機互動設備從支持單純的文字輸入，發展成為一種電子書法甚至電子安全驗證的重要輸入設備。用戶對人機互動設備的要求也在逐漸提高，尤其是在輸入由不同筆畫組成的文字時，如果輸入的文字具有筆鋒效果的話，用戶就能夠在電子手寫輸入設備上獲得逼真的手寫輸入體驗。
[0003]現有的實現筆鋒效果的手寫輸入方法一般針對電子書法設計，為了實現毛筆寫字時的效果，如毛筆筆尖分叉等效果，現有的實現筆鋒效果的手寫輸入方法通常比較複雜，需要花費時間進行大量的計算才能輸出具有筆鋒效果的筆畫，用戶很難獲得暢快的手寫輸入體驗。
[0004]另外，現有的實現筆鋒效果的手寫輸入方法對手寫輸入設備的要求比較高，需要手寫輸入設備必須提供用戶手寫輸入時的壓感信息。而現有的手寫輸入設備通常只能提供用戶手寫輸入時的位置和時間信息。從而造成現有的實現筆鋒效果的手寫輸入方法應用範圍小，實施成本聞。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的主要目的在於提出一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法，能夠使用戶手寫輸入的筆畫具有出筆鋒效果，使用戶獲得逼真的書寫體驗。
[0006]為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法，該方法包括:
[0008]A、根據手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置，確定具有外接矩形的平面圖形的位置；
[0009]將手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息轉化為速度縮放因子，根據速度縮放因子改變平面圖形的大小；
[0010]將手寫輸入設備提供的書寫方向相關信息轉化為方位角，根據方位角改變平面圖形的方向；
[0011]B、填充所述平面圖形形成的區域。
[0012]從上述方案中可以看出，由於本發明中實現具有筆鋒效果的手寫輸入方法具有如下優點:
[0013]I)本發明中的實現筆鋒效果的手寫輸入方法相對簡單，不需要大量的計算，能夠在較短的時間內顯示用戶手寫輸入筆畫的筆鋒效果，從而使用戶獲得暢快的手寫輸入體驗。
[0014]2)由於本發明中通過用戶手寫輸入的速度就可以實現筆鋒效果，手寫輸入設備不用必須提供用戶手寫輸入的壓感信息，對書寫輸入設備的要求較低，擴展了實現筆鋒效果的輸入方法的應用範圍，降低了實現筆鋒效果的輸入方法的實施成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明中實現筆鋒效果的手寫輸入方法實施例一的流程圖；
[0016]圖2為本發明中實現筆鋒效果的手寫輸入方法實施例二的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明的核心思想是:使用具有外接矩形的平面圖形實時跟蹤用戶的手寫輸入，根據手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置，確定平面圖形的位置；根據手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息，確定平面圖形的大小；根據手寫輸入設備提供的手寫方向相關信息，確定平面圖形的方向，填充平面圖形形成的區域，從而使用戶手寫輸入的筆畫顯示出筆鋒的效果。
[0018]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合實施例對本發明進一步詳細說明。
[0019]圖1示出了本發明中手寫輸入具有筆鋒效果的實施例一的流程。
[0020]在本實施例中，具有外接矩形的平面圖形是橢圓，手寫輸入設備能夠提供的用戶手寫輸入的信息包括用戶手寫輸入的位置坐標和時間。
[0021]如圖1所示，本發明手寫輸入具有筆鋒效果的方法包括:
[0022]步驟11:設置用戶手寫輸入速度的取值範圍、橢圓的外接矩形的大小和速度縮放因子的取值範圍。
[0023]假設在本實施例中，根據用戶手寫輸入速度的實際情況，設置用戶手寫輸入速度的上限值為I米/秒、下限值為0.001米/秒，即用戶手寫輸入速度的範圍是(0.001，I)，單位是米/秒。如果用戶手寫輸入的速度比0.001米/秒要慢，仍然認為該速度為0.001米/秒；如果用戶手寫輸入的速度比I米/秒要快，仍然認為該速度為I米/秒。
[0024]在應用本發明時，可以根據不同的實際情況，設置不同的用戶手寫輸入速度的上限值和下限值。
[0025]根據平面圖形的外接矩形的長邊長度和短邊長度，能夠唯一確定平面圖形的大小。其中，外接矩形的短邊長度就是用戶輸入筆畫的寬度，根據用戶所需的輸入筆畫的寬度，設置外接矩形的短邊長度。在設置短邊長度時，用戶可以直接輸入具體的長度數值，也可以在預先設計好的不同的筆畫的寬度類型，並設置不同的筆畫的寬度類型所對應的短邊長度。用戶根據需要，選擇不同的筆畫的寬度類型，從而設置外接矩形的短邊長度。在本發明中，假設用戶設置輸入筆畫的寬度為0.002米。
[0026]根據實際書寫的筆鋒效果對筆鋒進行分類，如將筆鋒分類為:原子筆筆鋒、鋼筆筆鋒和毛筆筆鋒。用戶在手寫輸入時，根據需要選擇不同的筆鋒分類，進而根據用戶所需的筆鋒分類，設置速度縮放因子的上限值和下限值以及外接矩形的長邊長度。
[0027]速度縮放因子的取值範圍越大，用戶在手寫輸入時的筆鋒效果就越明顯，根據不同的筆鋒分類，設置速度縮放因子的上限值和下限值，確定速度縮放因子的取值範圍以及外接矩形的長邊長度。
[0028]使用原子筆進行書寫時，筆畫的粗細基本不變，可將速度縮放因子的取值範圍設置為(1.0，1.0)，並將本實施例中的橢圓的外接矩形的長邊長度設置為與短邊長度相同，SP
0.002 米。
[0029]使用鋼筆進行書寫時，由於紙張具有滲透作用，在書寫速度較快時，筆畫較細，書寫速度較慢時，筆畫較粗。速度對鋼筆書寫時的筆畫具有影響，但影響相對較小。如果用戶需要類似鋼筆書寫時的筆鋒效果，則可將速度縮放因子的取值範圍設置為(1.0，1.1)，並將本實施例中的橢圓的外接矩形的長邊長度設置為與短邊長度相同，即0.002米。
[0030]使用毛筆進行書寫時，如果書寫速度快，則紙張上著墨少，筆畫較細，如果書寫速度慢，紙張上著墨多，滲透效果明顯，筆畫較粗。速度對毛筆書寫時的筆畫影響較大。如果用戶需要類似毛筆書寫時的筆鋒效果，則可將速度縮放因子的取值範圍設置為(0.2，3.0)，並將本實施例中的橢圓的外接矩形的長邊長度設置為與短邊長度的1.2倍，即0.0024米。
[0031]步驟12:根據手寫輸入設備提供的信息，確定橢圓的位置、大小和方向。
[0032]用戶在手寫輸入設備上書寫時，手寫輸入設備提供用戶手寫輸入的信息，通常包括用戶當前手寫輸入的位置坐標和時間。根據手寫輸入設備提供的信息，跟蹤用戶輸入的筆畫的軌跡，確定橢圓的具體位置、大小和方向。
[0033]假設用戶在步驟11中，需要類似毛筆書寫時的筆鋒效果，將速度縮放因子的取值範圍設置為(0.2，3.0),並將橢圓的外接矩形的長邊長度設置為0.0024米。
[0034]根據步驟11中設置的參數，建立手寫輸入速度與速度縮放因子的對應關係。假設在本實施例中使用的手寫輸入速度與速度縮放因子的函數關係是以手寫輸入速度為自變量，速度縮放因子取自變量的倒數。用戶手寫輸入速度的範圍是(0.001，1)，根據函數關係對應的函數值的範圍是(I，1000 )，將(I，1000 )映射到已設置好的速度縮放因子的取值範圍(0.2，3.0)，在本實施例中，採用均勻映射的方式，書寫輸入速度與速度縮放因子的換算公式為:當前手寫輸入速度的倒數X0.0028+0.2。
[0035]在應用本發明時，手寫輸入速度與速度縮放因子的函數關係還可以是以手寫輸入速度為自變量，速度縮放因子取自變量的對數或者其它類型的映射函數。另外，手寫輸入速度對應的函數取值範圍與速度縮放因子的映射方式並不限制於本發明中的均勻映射方式，可以根據實際需要，採用不同的映射方式。
[0036]在本實施例中，用戶進行書寫時，手寫輸入設備實時提供用戶輸入的位置和時間，根據用戶手寫輸入當前位置與上一次輸入位置之間的距離除以兩次位置的時間差，獲取用戶當前手寫輸入速度，具體數值在此不再贅述。
[0037]下面以用戶書寫撇筆畫為例，對本發明的實現筆鋒效果的手寫輸入方法進行說明。
[0038]在落筆時，用戶書寫的速度較慢，為了具有明顯的筆鋒效果，通常用戶會使用逆向行筆等書寫方法。假設此時用戶書寫的速度由落筆時的0.005米/秒逐漸增加到0.01米/秒。在用戶斜下行筆書寫撇筆畫時，速度逐漸增快，由0.07米/秒逐漸增加到0.1米/秒。根據書寫輸入速度與速度縮放因子的換算公式，用戶起筆時的速度縮放因子為0.76，並逐漸減小到0.28，在用戶斜下行筆時速度縮放因子為0.24並逐漸減小到0.23。
[0039]在用戶書寫的過程中，根據用戶書寫的當前位置坐標和時間，計算出用戶當前的輸入速度，進而計算出當前的速度縮放因子，將橢圓的外接矩形的原有的短邊長度和長邊長度分別與當前速度縮放因子相乘，形成當前外接矩形的短邊長度和長邊長度，獲得當前輸入對應的橢圓的形狀。從上述速度縮放因子的數值變化可以看出，用戶在落筆時，筆畫較粗，用戶在手筆時，筆畫較細。
[0040]從用戶落筆到斜下行筆的過程中，根據用戶書寫的當前位置坐標，確定當前輸入對應的橢圓的位置，將用戶書寫的當前位置坐標確定為當前橢圓的中心點。
[0041]根據手寫輸入設備提供的用戶手寫方向信息確定用戶當前輸入對應的橢圓的方向。如果手寫輸入設備提供的用戶手寫方向信息直接是用戶輸入的方向角，則將橢圓的外接矩形的長邊方向設定為該方向角的方向，從而確定橢圓的方向。如果手寫輸入設備提供的用戶手寫方向信息僅提供用戶輸入的位置坐標，則根據用戶手寫輸入當前位置與上一次輸入位置的坐標，計算方位角。計算方向角的方法是公知技術，在此不再贅述。將該計算出的方向角設定為橢圓的外接矩形的長邊方向，從而確定當前輸入對應的橢圓的方向。
[0042]經過上述過程，在用戶手寫輸入的過程中，橢圓的位置、大小和方向隨著用戶的筆畫輸入改變，落筆時橢圓較大，收筆時橢圓較小，且橢圓的方向與用戶手寫輸入的方向相同。
[0043]步驟13:填充橢圓形成的區域。
[0044]在步驟12中，根據用戶手寫輸入的筆畫，確定了位置、大小和方向不同的橢圓，最後填充橢圓的形成的區域。
[0045]橢圓形成的區域是指由步驟12中確定的多個橢圓形成的區域。在多個橢圓形成的區域中，既包括多個橢圓內部的範圍，也包括由多個橢圓外部的部分區域，以保證最後填充的區域是平滑的。
[0046]在本實施例中，填充橢圓形成的區域的方法是計算相鄰橢圓的外切線位置，填充由橢圓外切線圍成的區域。採用這種填充方法能夠最終形成平滑的落筆時筆畫粗，收筆時筆畫細效果，使用戶獲得逼真的筆鋒書寫效果。
[0047]如果手寫輸入設備提供的數據較多，橢圓形成的區域能夠反映用戶手寫輸入的筆畫，此時，將橢圓內的區域填充，即可形成落筆時筆畫粗，收筆時筆畫細的筆鋒效果。
[0048]上述填充橢圓的形成的區域方法是本領域的公知技術，在此不再贅述。另外，上述填充方法僅是本發明的較佳示例，並不是限制，在應用本發明時，才可以採用其它填充平面圖形的方法。
[0049]圖2示出了本發明中手寫輸入具有筆鋒效果的實施例二的流程。在本實施例中，具有外接矩形的平面圖形是橢圓，手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入的信息包括手寫輸入的位置坐標、時間和壓感。假設本發明中的手寫輸入設備提供的最大壓感級數是1024，即本實施例中的手寫輸入設備提供的壓感級數範圍是(I，1024 )。
[0050]如圖2所示，本發明手寫輸入具有筆鋒效果的方法包括:
[0051]步驟21:設置用戶手寫輸入速度的取值範圍、手寫輸入設備提供的壓感信息的取值範圍、橢圓的外接矩形的大小以及速度縮放因子、壓感縮放因子的取值範圍。其中，用戶手寫輸入速度的取值範圍、橢圓的外接矩形的大小的設置過程與實施例一相同，在此不再贅述。在本實施例中，手寫輸入設備提供的壓感信息為壓感級數，其取值範圍是(1，1024)。
[0052]在本實施例中，對筆鋒的分類與實施例一中的筆鋒分類相同，用戶在書寫輸入時，根據需要選擇不同的筆鋒分類，進而根據用戶選擇的筆鋒分類設置壓感縮放因子的取值範圍。
[0053]由於使用原子筆或者鋼筆書寫時，筆尖的形狀基本不隨用戶書寫壓力的增大而變化，所以使用原子筆或者鋼筆書寫時，筆畫的粗細不隨壓感的大小而變化。在使用毛筆書寫，用戶書寫的壓感較小時，使用毛筆的筆尖書寫，筆畫較細，用戶書寫的壓感較大時，使用毛筆的筆腹書寫，筆畫較粗。所以在筆鋒分類中，針對不同的毛筆筆鋒效果設置壓感縮放因子的取值範圍。
[0054]在本實施例中，設置壓感縮放因子的取值範圍為(0.2，2.0)，速度縮放因子的取值範圍為(1.0，1.5)。在應用本發明時，也可以根據毛筆的軟硬程度不同，設置不同的壓感縮放因子和速度縮放因子的取值範圍。
[0055]步驟22:根據手寫輸入設備提供的信息，確定橢圓的位置、大小和方向。
[0056]根據步驟21種設置的參數，建立手寫輸入速度與速度縮放因子的對應關係。假設在本實施例中使用的函數關係是取自變量手寫輸入速度的倒數。用戶手寫輸入速度的範圍是(0.001，I)，根據函數關係對應的函數值的範圍是(I，1000 )，將(I，1000 )映射到已設置好的速度縮放因子的取值範圍(1.0，1.5)，在本實施例中，採用均勻映射的方式，速度與速度縮放因子的換算公式為:當前手寫輸入速度的倒數X 1.0005+1.0。
[0057]在本實施例中，手寫輸入速度與速度縮放因子的函數關係與實施例一中手寫輸入速度與速度縮放因子的函數關係相似，在此不再贅述。
[0058]在本實施例中手寫輸入設備提供壓感級數的取值範圍是(1，1024)，將(1，1024)映射到已設置好的壓感縮放因子的取值範圍(0.2，2.0)，在本實施例中，採用均勻映射的方式，壓感級數與壓感縮放因子的換算公式為:當前手寫輸入的壓感級數X0.00176+0.2。
[0059]在本實施例中，手寫輸入設備提供壓感級數與壓感縮放因子的映射方式並不限制於本發明中的均勻映射方式，可以根據實際需要，採用不同的映射方式。
[0060]下面以用戶書寫撇筆畫為例，對本發明的實現筆鋒效果的手寫輸入方法進行說明。
[0061]在用戶書寫撇筆畫的過程中，在落筆時，用戶書寫使用的力量較大，假設此時用戶書寫的壓感級數由落筆時的I逐漸增加到800。在用戶斜下行筆時，壓感漸小，由800逐漸減小到I。根據壓感級數與壓感縮放因子的換算公式，用戶起筆時的壓感縮放因子為0.2，並逐漸增大到1.6，當用戶斜下行筆時壓感縮放因子從1.6逐漸減小到0.2。
[0062]同時，在落筆時，用戶書寫的速度由落筆時的0.005米/秒逐漸增加到0.01米/秒。在用戶斜下行筆時，速度由0.07米/秒逐漸增加到0.1米/秒。根據速度與速度縮放因子的換算公式，用戶起筆時的速度縮放因子為1.1，並逐漸減小為1.05，當用戶斜下行筆時，速度縮放因子為1.007，並逐漸減小為1.005。可見在手寫輸入設備提供用戶手寫輸入的壓感信息後，速度對用戶書寫的筆鋒效果的影響減小。
[0063]根據用戶書寫的當前位置坐標和時間，計算出用戶當前的輸入速度，進而計算出當前的速度縮放因子；根據用戶書寫的當前位置的壓感計數，計算出用戶當前的輸入對應的壓感縮放因子；根據將橢圓的外接矩形的原有的短邊長度和長邊長度分別與當前速度縮放因子和當前壓感縮放因子相乘，形成當前外接矩形的短邊長度和長邊長度，獲得當前輸入對應的橢圓的形狀。
[0064]本實施例中，根據用戶手寫輸入的當前位置坐標和時間確定橢圓的位置和方向的方法與實施例一中相同，在此不再贅述。
[0065]步驟23:填充橢圓形成的區域。
[0066]在步驟22中，根據用戶手寫輸入的筆畫軌跡，確定了大小和方向不同的橢圓，最後填充橢圓形成軌跡。本實施例中，填充橢圓變化的形成軌跡的方法與實施例一中相同，在此不再贅述。
[0067]在本實施例中，根據用戶手寫輸入的速度信息和壓感信息，計算橢圓的大小，能夠使用戶輸入的筆鋒效果更加逼真。
[0068]在應用本發明時，如果手寫輸入設備不能提供壓感信息，可以僅根據用戶手寫輸入的速度，實現用戶手寫輸入的筆鋒效果；如果手寫輸入設備能夠提供壓感信息，可以同時根據用戶手寫輸入的速度和壓感，實現用戶手寫輸入的筆鋒效果。可見本發明中的實現筆鋒效果的手寫輸入方法具有較大的應用範圍。
[0069]另外，通過上述兩個實施例的描述，本發明中的實現筆鋒效果的手寫輸入方法計算相對簡單，從而有效的提高了運算速度，使用戶獲得暢快的手寫輸入體驗。
[0070]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種實現筆鋒效果的手寫輸入方法，其特徵在於，該方法包括: A、根據手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置，確定具有外接矩形的平面圖形的位置； 將手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息轉化為速度縮放因子，根據速度縮放因子改變平面圖形的大小； 將手寫輸入設備提供的書寫方向相關信息轉化為方位角，根據方位角改變平面圖形的方向； B、填充所述平面圖形形成的區域。
2.根據權利要求1所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述步驟A之前進一步包括: 根據用戶手寫輸入速度的實際情況，設置所述用戶手寫輸入速度的上限值和下限值； 根據用戶需要的輸入筆畫的寬度，設置所述外接矩形的短邊長度； 根據用戶需要的輸入筆畫所屬的筆鋒分類，設置所述速度縮放因子的上限值和下限值以及所述外接矩形的長邊長度。
3.根據權利要求1所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置是用戶手寫輸入的坐標值，所述根據手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入位置確定所述平面圖形的位置的方法為: 將手寫輸入設備提供的用戶手寫輸入的坐標作為所述平面圖形的中心點的坐標。
4.根據權利要求2所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述將手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息為手寫輸入的位置坐標和時間； 所述將手寫速度相關信息轉化為速度縮放因子的方法為: BH、以所述手寫輸入速度上限值和下限值為自變量，按照預先設定的函數關係，計算所述手寫輸入速度上限值和下限值對應的函數值，將所述手寫輸入速度上限值對應的函數值與下限值對應的函數值之間的數值範圍映射到所述速度縮放因子的上限值和下限值之間的數值範圍，建立所述手寫輸入速度與所述速度縮放因子的對應關係。 B12、根據所述手寫輸入設備提供的用戶當前手寫輸入的位置坐標和時間，計算用戶當前手寫輸入速度； B13、根據所述手寫輸入速度與速度縮放因子的對應關係，計算用戶當前手寫輸入速度對應的當前速度縮放因子。
5.根據權利要求4所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述的預先設定的函數關係是取自變量的對數或倒數。
6.根據權利要求4所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述根據速度縮放因子改變平面圖形的大小的步驟包括: 將所述外接矩形的原有的短邊長度和長邊長度分別與所述當前速度縮放因子相乘，計算所述外接矩形的當前的短邊長度和長邊長度。
7.根據權利要求1所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述將手寫輸入設備提供的手寫方向相關信息為手寫輸入的方向角，所述將手寫方向相關信息轉化為方位角的步驟包括:將所述手寫輸入的方向角確定為方位角； 或者所述將手寫輸入設備提供的手寫方向相關信息為手寫輸入的位置坐標，所述將手寫方向相關信息轉化為方位角的步驟包括:根據用戶手寫輸入當前位置與上一次輸入位置的坐標，計算方位角。
8.根據權利要求7所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述改變平面圖形的運動方向的步驟包括: 將所述方向角作為所述外接矩形當前的長邊方向。
9.根據權利要求1所述的手寫輸入方法，其特徵在於，所述手寫輸入設備進一步提供用戶手寫壓感相關信息，該方法進一步包括: 將所述手寫輸入設備提供的用戶手寫壓感相關信息轉化為壓感縮放因子；將所述手寫輸入設備提供的手寫速度相關信息轉化為速度縮放因子；根據所述壓感縮放因子和所述速度縮放因子的乘積改變平面閉合曲線的大小。
10.根據權利要求9所述的手寫輸入方法，其特徵在於，該方法之前進一步包括:設置所述壓感縮放因子的上限值和下限值以及確定手寫輸入設備提供的用戶手寫壓感信息的上限值和下限值。
【文檔編號】G06F9/44GK104461315SQ201310445992
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】王東臨 申請人:天津書生軟體技術有限公司