可模擬筆勢(shì)風(fēng)格的漢字書法作品書寫過(guò)程動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)字書法生成的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可模擬筆勢(shì)風(fēng)格的漢 字書法作品書寫過(guò)程動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)書法是中國(guó)漢字特有的一種傳統(tǒng)藝術(shù)，具有很高的藝術(shù)欣賞價(jià)值，歷史上流 傳下來(lái)了大量的書法碑帖。但是，這些書法碑帖大多是以靜態(tài)圖像的形式呈現(xiàn)的，已不能滿 足當(dāng)前很多實(shí)際應(yīng)用需求，如漢字書法教學(xué)及影視傳媒等，需要大量地制作漢字書寫的臨 摹動(dòng)畫。如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)與書法藝術(shù)相結(jié)合，更好地應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪校瑫r(shí)推動(dòng)書 法藝術(shù)的普及和發(fā)展，服務(wù)于廣大書法愛(ài)好者，是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。目前采用的計(jì)算 機(jī)技術(shù)主要是Flash、PPT等方式制作漢字書寫動(dòng)畫，這種方式的缺點(diǎn)是需要手工逐幀制作 且制作過(guò)程繁瑣耗時(shí)，而且也不能模擬書法作品的筆勢(shì)風(fēng)格。如果能提供更加便捷的漢字 書法動(dòng)畫生成方法，由靜態(tài)書法漢字圖像生成其動(dòng)態(tài)書與過(guò)程的動(dòng)畫，不僅能表現(xiàn)書法藝 術(shù)的魅力，還將大大提高漢字書寫動(dòng)畫的制作效率，滿足更多實(shí)際應(yīng)用需求。
[0003] 目前對(duì)漢字書法書寫過(guò)程的模擬分成以下幾種：
[0004] 1.中國(guó)發(fā)明專利"一種利用向量字體實(shí)現(xiàn)漢字書寫動(dòng)態(tài)及電子描紅的方法"（公 開號(hào)：CN101000722A)公開了一種在對(duì)向量字體數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)字體數(shù)據(jù)進(jìn)行 調(diào)整和標(biāo)志位的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)漢字書寫的演示及描紅的方法。該方法僅能實(shí)現(xiàn)漢字書寫的動(dòng) 態(tài)演示，并不能實(shí)現(xiàn)漢字書寫時(shí)的行筆節(jié)奏。
[0005] 2.2009 年的 Proceedings of the 8thIEEE/ACIS International Conference on Computer and Information Science 會(huì)議論文集（文章標(biāo)題 "Animating the brush-writing process of Chinese calligraphy characters"）公布了一種實(shí)現(xiàn)措書漢 字圖像的動(dòng)態(tài)書寫動(dòng)畫的方法。該方法僅能實(shí)現(xiàn)書寫筆順的演示，并不能實(shí)現(xiàn)漢字書寫時(shí) 的運(yùn)筆方法。
[0006] 3.《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第6期的《書法臨摹過(guò)程的交互式動(dòng)畫 建模方法》中提出通過(guò)收集典型的真實(shí)筆觸樣本構(gòu)建新的毛筆筆觸模型，然后借助數(shù)位板， 通過(guò)書法圖像交互獲得漢字的筆鋒運(yùn)動(dòng)軌跡，再結(jié)合書法經(jīng)驗(yàn)知識(shí)計(jì)算每個(gè)筆鋒軌跡點(diǎn)的 筆觸形狀，得到筆觸變化的時(shí)間序列，生成漢字書寫動(dòng)畫的方法，但是該方法操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種模擬漢字書法創(chuàng)作時(shí)的書寫筆 順、運(yùn)筆方法、提按輕重、行筆節(jié)奏等體現(xiàn)書法美學(xué)內(nèi)涵的動(dòng)態(tài)過(guò)程，為漢字書寫文化傳承 提供支持，比如可以為研發(fā)漢字書法教育軟件等應(yīng)用提供技術(shù)支持。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0009] 可模擬筆勢(shì)風(fēng)格的漢字書法作品書寫過(guò)程動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)的方法，包括以下步驟：
[0010] (1)將漢字書法作品中的書法漢字進(jìn)行數(shù)字化并提取其骨架線，對(duì)骨架線按照該 漢字拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征分尚出筆畫；
[0011] (2)針對(duì)漢字的所有筆畫，建立符合該漢字每一筆畫書寫風(fēng)格的筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型；
[0012] (3)將所述筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型賦予已提取的脫機(jī)漢字相應(yīng)筆畫的骨架線；
[0013] (4)對(duì)漢字筆畫的書寫過(guò)程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)漢字書法作品書寫過(guò)程的模擬。
[0014] 所述步驟（2)的具體處理過(guò)程如下：
[0015] 1)通過(guò)分析書法家聯(lián)機(jī)書寫漢字時(shí)采集的書寫點(diǎn)集，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的書寫速度，建 立每個(gè)筆畫的書寫速度曲線；
[0016] 2)對(duì)每個(gè)筆畫的書寫速度曲線進(jìn)行分析，確定起筆、行筆和收筆每個(gè)階段的速度 變化關(guān)系；
[0017] 3)建立一個(gè)帶參數(shù)的數(shù)學(xué)模型刻畫筆畫書寫過(guò)程中的節(jié)奏變化：Y = F(x)，其中 x是一個(gè)向量，它代表了一個(gè)樣本空間中的樣本的主要特征；向量x的維數(shù)反映了主要特征 的個(gè)數(shù)；
[0018] 4)從脫機(jī)書法漢字作品中抽取一系列常用筆畫，涵蓋漢字的所有筆畫，從每一個(gè) 筆畫中選取若干種不同的書寫形式，建立每種書寫形式的筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型；
[0019] 5)以原書法作品風(fēng)格為依據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型的各個(gè)參數(shù)，建立每個(gè)筆畫 的筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型。
[0020] 所述步驟（3)的具體處理過(guò)程如下：
[0021] 1)將已提取的脫機(jī)漢字筆畫的骨架線按照點(diǎn)的均勻間隔的規(guī)則選取骨架點(diǎn)，建立 脫機(jī)書法漢字筆畫的骨架點(diǎn)集；
[0022] 2)建立脫機(jī)書法漢字筆畫的骨架點(diǎn)集與筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0023] 3)計(jì)算脫機(jī)書法漢字筆畫骨架點(diǎn)集中每個(gè)骨架點(diǎn)對(duì)應(yīng)的書寫速度；
[0024] 4)計(jì)算脫機(jī)書法漢字筆畫骨架點(diǎn)集中兩兩骨架點(diǎn)之間的距離，如果計(jì)算的距離小 于預(yù)設(shè)距離，則刪除這些骨架點(diǎn)。
[0025] 所述步驟（4)中，對(duì)漢字筆畫的書寫過(guò)程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)可以采用輪廓填充的方法，或 者采用基于骨架線還原的方法。采用基于骨架線還原的方法的具體處理過(guò)程如下：
[0026] 1)判斷筆畫骨架點(diǎn)集兩兩骨架點(diǎn)之間的距離是否大于預(yù)設(shè)距離；
[0027] 2)如果判斷出筆畫骨架點(diǎn)兩兩之間的距離大于預(yù)設(shè)距離，則減細(xì)該骨架點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 筆畫；
[0028] 3)如果判斷出筆畫骨架點(diǎn)兩兩之間的距離小于預(yù)設(shè)距離，則加粗該骨架點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 筆畫；
[0029] 4)重復(fù)以上步驟，實(shí)現(xiàn)書法漢字書寫過(guò)程的模擬。
[0030] 本發(fā)明的方法可以模擬漢字書法創(chuàng)作時(shí)的書寫筆順、運(yùn)筆方法、提按輕重、行筆節(jié) 奏等體現(xiàn)書法美學(xué)內(nèi)涵的動(dòng)態(tài)過(guò)程，與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：
[0031] (1)本方法計(jì)算量小，實(shí)施性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同風(fēng)格書法字的復(fù)現(xiàn)；
[0032] (2)本方法中建立的筆勢(shì)數(shù)學(xué)模型，只需調(diào)整個(gè)別參數(shù)即可模擬各種風(fēng)格的漢