可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机数字书法生成的技术领域，尤其涉及一种可模拟笔势风格的汉 字书法作品书写过程动态复现的方法。
【背景技术】
[0002] 中国书法是中国汉字特有的一种传统艺术，具有很高的艺术欣赏价值，历史上流 传下来了大量的书法碑帖。但是，这些书法碑帖大多是以静态图像的形式呈现的，已不能满 足当前很多实际应用需求，如汉字书法教学及影视传媒等，需要大量地制作汉字书写的临 摹动画。如何将计算机技术与书法艺术相结合，更好地应用于人们日常生活中，同时推动书 法艺术的普及和发展，服务于广大书法爱好者，是一个富有挑战性的任务。目前采用的计算 机技术主要是Flash、PPT等方式制作汉字书写动画，这种方式的缺点是需要手工逐帧制作 且制作过程繁琐耗时，而且也不能模拟书法作品的笔势风格。如果能提供更加便捷的汉字 书法动画生成方法，由静态书法汉字图像生成其动态书与过程的动画，不仅能表现书法艺 术的魅力，还将大大提高汉字书写动画的制作效率，满足更多实际应用需求。
[0003] 目前对汉字书法书写过程的模拟分成以下几种：
[0004] 1.中国发明专利"一种利用向量字体实现汉字书写动态及电子描红的方法"（公 开号：CN101000722A)公开了一种在对向量字体数据的分析基础上，通过对字体数据进行 调整和标志位的设置，实现汉字书写的演示及描红的方法。该方法仅能实现汉字书写的动 态演示，并不能实现汉字书写时的行笔节奏。
[0005] 2.2009 年的 Proceedings of the 8thIEEE/ACIS International Conference on Computer and Information Science 会议论文集（文章标题 "Animating the brush-writing process of Chinese calligraphy characters"）公布了一种实现措书汉 字图像的动态书写动画的方法。该方法仅能实现书写笔顺的演示，并不能实现汉字书写时 的运笔方法。
[0006] 3.《计算机辅助设计与图形学学报》2014年第6期的《书法临摹过程的交互式动画 建模方法》中提出通过收集典型的真实笔触样本构建新的毛笔笔触模型，然后借助数位板， 通过书法图像交互获得汉字的笔锋运动轨迹，再结合书法经验知识计算每个笔锋轨迹点的 笔触形状，得到笔触变化的时间序列，生成汉字书写动画的方法，但是该方法操作复杂。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种模拟汉字书法创作时的书写笔 顺、运笔方法、提按轻重、行笔节奏等体现书法美学内涵的动态过程，为汉字书写文化传承 提供支持，比如可以为研发汉字书法教育软件等应用提供技术支持。
[0008] 为了实现发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0009] 可模拟笔势风格的汉字书法作品书写过程动态复现的方法，包括以下步骤：
[0010] (1)将汉字书法作品中的书法汉字进行数字化并提取其骨架线，对骨架线按照该 汉字拓扑结构特征分尚出笔画；
[0011] (2)针对汉字的所有笔画，建立符合该汉字每一笔画书写风格的笔势数学模型；
[0012] (3)将所述笔势数学模型赋予已提取的脱机汉字相应笔画的骨架线；
[0013] (4)对汉字笔画的书写过程进行复现，实现汉字书法作品书写过程的模拟。
[0014] 所述步骤（2)的具体处理过程如下：
[0015] 1)通过分析书法家联机书写汉字时采集的书写点集，计算每个点的书写速度，建 立每个笔画的书写速度曲线；
[0016] 2)对每个笔画的书写速度曲线进行分析，确定起笔、行笔和收笔每个阶段的速度 变化关系；
[0017] 3)建立一个带参数的数学模型刻画笔画书写过程中的节奏变化：Y = F(x)，其中 x是一个向量，它代表了一个样本空间中的样本的主要特征；向量x的维数反映了主要特征 的个数；
[0018] 4)从脱机书法汉字作品中抽取一系列常用笔画，涵盖汉字的所有笔画，从每一个 笔画中选取若干种不同的书写形式，建立每种书写形式的笔势数学模型；
[0019] 5)以原书法作品风格为依据，动态调整笔势数学模型的各个参数，建立每个笔画 的笔势数学模型。
[0020] 所述步骤（3)的具体处理过程如下：
[0021] 1)将已提取的脱机汉字笔画的骨架线按照点的均匀间隔的规则选取骨架点，建立 脱机书法汉字笔画的骨架点集；
[0022] 2)建立脱机书法汉字笔画的骨架点集与笔势数学模型之间的一一对应关系；
[0023] 3)计算脱机书法汉字笔画骨架点集中每个骨架点对应的书写速度；
[0024] 4)计算脱机书法汉字笔画骨架点集中两两骨架点之间的距离，如果计算的距离小 于预设距离，则删除这些骨架点。
[0025] 所述步骤（4)中，对汉字笔画的书写过程进行复现可以采用轮廓填充的方法，或 者采用基于骨架线还原的方法。采用基于骨架线还原的方法的具体处理过程如下：
[0026] 1)判断笔画骨架点集两两骨架点之间的距离是否大于预设距离；
[0027] 2)如果判断出笔画骨架点两两之间的距离大于预设距离，则减细该骨架点对应的 笔画；
[0028] 3)如果判断出笔画骨架点两两之间的距离小于预设距离，则加粗该骨架点对应的 笔画；
[0029] 4)重复以上步骤，实现书法汉字书写过程的模拟。
[0030] 本发明的方法可以模拟汉字书法创作时的书写笔顺、运笔方法、提按轻重、行笔节 奏等体现书法美学内涵的动态过程，与现有技术相比的有益效果：
[0031] (1)本方法计算量小，实施性强，能够实现不同风格书法字的复现；
[0032] (2)本方法中建立的笔势数学模型，只需调整个别参数即可模拟各种风格的汉