专利名称：笔顺字符产生系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种笔顺字符产生系统及方法，特别涉及一种将每一中文字符视为由多个笔段组成的结构性图形，并依据中文字正确的笔划书写的顺序及方向来显示每一字符的系统及方法。
背景技术：
语言是人类表达思想最重要的工具，可分为用于读和写两个层面，身为受华语文化薰陶的一员，在中文书写能力的培养更是不可丝毫忽略。在中文书写上，一般而言，不论在结构亦或笔划顺序上，即使各地华语区仍有所差异，但大致而言已有通用的规则，因此，在幼儿或外国人初学书写中文字时，首先可掌握的即是书写时的笔划及笔顺，以奠定中文书写的良好基础。每一个中文字可视为由多个笔划组成的结构性图样，每一笔划在书写时有其约定俗成的方向，而笔顺即是在书写时依据一定的顺序将各个笔划整合成一完整的中文字，是由原先的约定俗成，演变至今日已有通用的规则，大致上笔划及笔顺不脱离由上到下，由左至右或由外至里等规则，这些规则主要在于使中文书写时能手不沾墨，结字顺序快捷、且字形结体合度。在信息产业发达的今日社会，使用计算机来辅助语文教学的方式已经日渐普及，尤其近年来，随着华人经济能力的提高，中文在国际地位上日益重要，以计算机辅助中文教学，甚至发展完成以计算机做为中文教学的环境，促进听说读写的交际活动，更是产业界及教育当局所关心的重要议题。这一步可以实现的即是让学生藉由操作一些应用软件(Application Software)或工具软件而达到熟习中文书写的目的，这些与中文相关的软件，包括输入法、字型、计算机辞典等计算机工具可当作教学工具，具备互动的教学功能，再配合上适当的数学活动，即可发挥中文书写学习的效果。
在市面上已有少数依据中文书写的笔划及笔顺来显示中文字型，以达到中文书写教学效果的软件，这些软件都是以动画形式显示中文字，优点在于如此可随使用者的意愿更换各种不同背景、大小，更提供双向学习环境。但由于这些软件都是以动画形式显示，即是将中文字符中每一笔划分割成多张图形文件，再将这些图形文件依照笔划顺序显示，利用快速的播放及人类视觉中视觉暂留的机制，连贯地显示出中文的图形，可是，如此一来，光是储存这些图形文件就需要耗掉相当庞大的存储器空间，再加上利用程序去播放这些图形文件成为动画同样会消耗许多的系统资源，因此，目前可供使用的这类型教学软件仍然较少见且不符合使用者需要。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种以一笔顺字符产生系统产生中文字符的方法，以解决上述已知技术存在的问题。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种以一笔顺字符产生系统产生中文字符的方法，该笔顺字符产生系统是依据中文字正确的笔划书写顺序及方向来显示每一中文字符，其中每一个字符是视为由多个笔段组成的结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一存储器，用来储存数据与程序；一笔段外框产生器，是依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔段的外框轮廓点；一笔段方向图形产生器，是依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔段的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔段图形整合装置用来将该切线数据逐线整合成该笔段的完成图像；以及一字符图形整合装置，用来依序显示每一笔段，以整合成该字符的最终图像，该方法包含有由该存储器读取一字符的数据；使用该笔段外框产生器产生该字符的每一笔段的外框轮廓点；使用该笔段方向图形产生器产生一组切线数据；使用该笔段图形整合装置逐线整合该切线数据以完成该笔段的图像；以及使用该字符图形整合装置依序显示该字符的每一笔段，以整合成该字符的最终图像。
本发明提供了一种笔顺字符产生系统，依据中文字正确的笔划书写的顺序及方向来显示每一中文字符，其中每一个字符可视为由许多笔段组成的结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一存储器，用来储存数据与程序；一笔段外框产生器，是依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔段的外框轮廓点；一笔段方向图形产生器，是依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔段的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔段图形整合装置用来将该切线数据逐线整合成该笔段的完成图像；以及一字符图形整合装置，用来依序显示每一笔段，以整合成该字符的最终图像。
本发明还提供了一种依据中文字正确的书写笔顺来产生中文字符的方法，该字符产生方法是运用一笔顺字符产生系统所产生，其中每一个字符被分割为多个笔划，每一笔划为一结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一输入模块，用来接收一字符的输入及相关数据的选取；一存储器，用来储存数据与程序；一笔划外框产生器，是依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔划的外框轮廓点；一笔划方向图形产生器，是依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔划的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔划图形整合装置用来将该切线数据逐线整合成该笔划的完成图像；以及一字符图形整合装置，用来依序显示每一笔划，以整合成该字符的最终图像，该方法包含有输入一字符于该输入模块；使用该笔划外框产生器产生该字符的每一笔划的外框轮廓点；使用该笔划方向图形产生器产生该切线数据；使用该笔划图形整合装置逐线整合该切线数据以完成该笔划的图像；以及使用该字符图形整合装置依序显示该字符的每一笔划，以整合成该字符的最终图像。
本发明的优点在于利用一笔顺字符产生系统，可依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示每一中文字符。
本发明的优点在于利用一笔顺字符产生系统显示每一中文字符，而并非以动画形式播放中文字符的图形文件，因此，无须耗掉庞大的存储器空间来储存图形文件，也不会为了播放动画而消耗许多的系统资源。
图1为本发明的第一实施例的一笔顺字符产生系统的功能方块图。
图2为本发明第一实施例的笔顺字符产生系统所产生的一中文字符实施例。
图3为利用本发明第一实施例的笔顺字符产生系统的笔段方向图形产生器产生一组切线数据的流程图。
图4为利用本发明第一实施例的笔顺字符产生系统依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示中文字符的流程图。
图5为本发明的第二实施例的一笔顺字符产生系统的功能方块图。
图6为本发明的第二实施例产生的一中文字符实施例。
图7为利用本发明第二实施例的笔顺字符产生系统依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示中文字符的流程图。
附图标号说明10、40笔顺字符产生系统12外框产生器14、44存储器16笔段方向图形产生器18笔段图形整合装置20、50字符图形整合装置22字符外框数据24笔段走向数据30～33笔段42笔划外框产生器46笔划方向图形产生器48笔划图形整合装置52关键点数据54笔划向量数据56绘图程序60～63笔划具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明的第一实施例的一笔顺字符产生系统10的功能方块图。笔顺字符产生系统10包含有一存储器14、一外框产生器12、一笔段方向图形产生器16、一笔段图形整合装置18，以及一字符图形整合装置20。存储器14用来储存每一字符的数据与程序，而这些数据与程序可分类为每一字符的字符外框数据22以及字符的每一笔段的笔段走向数据24，且储存在存储器14中的笔段走向数据24须依据此字符于书写时的笔顺依序存放。主框产生器12依据存储器14中的字符外框数据22，产生每一笔段的外框轮廓点，笔段方向图形产生器16亦可依据存储器14中储存的数据与程序，将笔段的外框轮廓点转成一组切线数据。而笔段图形整合装置18则可将切线数据逐线整合成该笔段的完成图像。最后，字符图形整合装置20可用来依序显示每一笔段，以整合成字符的最终图像。
请参阅图2，图2为利用图1所示的本发明第一实施例的笔顺字符产生系统10产生的一中文字符实施例。由图2显示的中文字符对照图1所示的笔顺字符产生系统10后，可对本发明的系统及方法有一完整的概念。在本发明中，每一个字符皆视为由多个笔段组成的结构性图形，而字符的每一笔段是依据该字符的每一笔画的方向性定义，若此一笔划无方向上的转折点，则该笔划则为单一笔段，若该笔划具有至少一个转折点，则该笔划于转折点分割成多个笔段。如图2所示的中文字符实施例“力”，可视为由四个笔段30至33所组成的结构性图形，值得一提的是，依照上述将一字符分割为多个笔段的原则，由于“力”的第一笔划具有两个方向上的转折点，所以该笔划被分割成三个笔段30～32。另外，由于在图2所示的中文字符实施例“力”的笔段32所占的面积不明显，在依序显示字符时，使用者可能感受不到笔段32在方向上的转折，因此，为了精简存储器14储存的数据量而将笔段32并入笔段31中一起显示，若效果没有明显差别，并无伤大雅。也就是说，在基本概念上，本发明中每一字符的每一笔段必须事先定义，但是否完全依据笔画的方向有无转折来定义，则可视实际显示的效果作若干精简的操作，这些变化也应包含在本发明的方法中。
当使用者欲利用图1所示的本发明的笔顺字符产生系统10得知一中文字正确的笔划书写顺序及方向，则一开始，使用者会先选取一欲显示笔划及笔顺的中文字符，如图2所示的中文字符实施例“力”，如此一来，外框产生器12由存储器14中读取该字符“力”外框数据，以产生每一笔段的外框轮廓点，之后，笔段方向图形产生器16依据存储器14中储存的笔段走向数据24，将外框产生器12产生的笔段的外框轮廓点转成与该笔段走向数据24垂直的切线数据，详细过程请参阅图3。图3显示利用本发明第一实施例的笔顺字符产生系统10的笔段方向图形产生器16产生一笔段的切段数据的流程图。存储器14中所储存的笔段走向数据24包含有由上而下、由下而上、由左至右，以及由右至左四个方向。由于存储器14中所储存的笔段走向数据24是依据字符于书写时的笔顺依序存放，所以笔段方向图形产生器16在读取存储器14中关于字符“力”的笔段走向数据24以及外框轮廓点时，会先读取笔段30的笔段走向数据24以及外框轮廓点，之后，如图3所示，笔段方向图形产生器16会先判断存储器14中储存的笔段30的笔段走向数据24为由上而下、由下而上、由左至右，或者是由右至左，由于笔段30的笔段走向数据24的笔段走向为由左至右，则笔段方向图形产生器16由外框轮廓点中找出笔段30的外框轮廓点的最左点及最右点，并将其设为Xmin及Xmax，再由左而右找出垂直切线上每两个成对的外框轮廓点，这些数据即构成笔段30的切线数据，此由左而右的笔段30的切线数据型态则为(YT0，YB0，X0)，(YT1，YB1，X0+1)，(YT2，YB2，X0+2)，……，(YTK，YBK，X0+K)的一组座标，其中X0就是前述笔段30的外框轮廓点上的最左点Xmin，而X0+K就是前述笔段30的外框轮廓点上的最右点Xmax，(YT，YB)代表了笔段30的外框轮廓点上对应X轴上的一特定位置的上下两两成对的外框轮廓点。如图3所示，当笔段方向图形产生器16处理完一笔段的切线数据之后，就会将这些切线数据送到笔段图形整合装置18进行笔段图形整合的工作。接下来，如法泡制，笔段方向图形产生器16会读取笔段31的笔段走向数据24以及外框轮廓点，如图2及图3所示，笔段方向图形产生器16判断存储器14中储存的笔段31的笔段走向数据24为由上而下，则笔段方向图形产生器16由外框轮廓点中找出笔段31的外框轮廓点的最上点及最下点，并将其设为Ymax及Ymin，再由上而下找出垂直切线上每两个成对的外框轮廓点，和判断及处理笔段30的方式相同，这些数据即构成笔段31的切线数据，此由上而下的笔段31的切线数据型态则为(XL0，XR0，Y0)，(XL1，XR1，Y0-1)，(XL2，XR2，Y0-2)，……，(XLN，XRN，Y0-N)的一组座标，其中Y0就是前述笔段31的外框轮廓点上的最上点Ymax，而Y0+N就是前述笔段31的外框轮廓点上的最下点Ymin，(XL，XR)代表了笔段31的外框轮廓点上对应Y轴上的一特定位置的左右两两成对的外框轮廓点。当然，在完成笔段31之后，笔段32及笔段33也会依序被完成。至于其他两种笔段方向由右至左，由下而上的判断及处理方式和前述由左至右，由上而下极为类似，在此无须多加赘述。
请参阅图4，图4为利用图1所示的本发明第二实施例的笔顺字符产生系统10依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示由中文字符的流程图。在使用者选取一欲显示的字符及其相关数据(如字型、字体大小等)之后，就会对应到存储器14中此一字符的数据，首先，字符图形整合装置20会先判断未处理的笔段数，若未处理的笔段数大于零，外框产生器12会产生该字符的每一笔段的外框轮廓点，接下来笔段方向图形产生器16依据存储器14中此字符的数据产生第一笔段的切线数据，紧接着笔段图形整合装置18逐线整合该切线数据以完成该笔段的图像。此字符显示控制流程在完成一笔段的图像后，图形整合装置继续判断未处理的笔段数，若未处理的笔段数仍大于零，则依据图4所示的流程依序完成下一笔段的图像，直到判断出未处理的笔段数不再大于零，即等于零时，字符显示流程则终止，使用者因此可看到依序显示每一笔段的完整字符，清楚的了解该字符书写时的笔划及笔顺。
由本发明前述的第一实施例的方法与系统可衍生出许多相近的笔顺字符产生系统10及笔顺字符产生方法。请参阅图5，图5为本发明的第二实施例的一笔顺字符产生系统40的功能方块图。和前述的第一实施例最大的分别在于，第二实施例的笔顺字符产生系统40是将每一字符改成分割为多个笔划，每一笔划为一结构性图形，而不是以笔段作为整合一字符的单位。如图5所示，笔顺字符产生系统40包含有一存储器44用来储存数据与程序，一笔划外框产生器42依据该存储器44中的数据与程序用来产生每一笔划的外框轮廓点，一笔划方向图形产生器46依据该存储器44中储存的数据与程序以将该笔划的外框轮廓点转成一组切线数据，一笔划图形整合装置48可将该切线数据逐线整合成该笔划的完成图像，以及一字符图形整合装置50，用来依序显示每一笔划，以整合成该字符的最终图像。
笔顺字符产生系统40的存储器44储存了每一字符的每一笔划的关键点数据52、笔划向量数据54、以及绘图程序56，而笔划外框产生器42则可依据一笔划的关键点数据52以及笔划向量数据54，利用执行绘图程序56，以几何图形的概念组合构成该笔划的外框轮廓点。更深入来看，笔划绘制的概念在于每一笔划都设有预定个数的关键点及相关参数，统称为关键点数据52，关键点代表一个笔划的长、短、角度以及位置，相关参数则包含一个笔划为胖、为瘦、或长或短的参考值等，因此，一个笔划的外型轮廓就可以很容易依据关键点数据52去利用一个绘图程序56计算出来并加以绘制，其中绘图程序56是用“图形描述语言”(Graphic description language)写成的。图6为利用图5所示的实施例产生的一中文字符实施例。如图6所示的中文字符实施例“冗”，可视为由四个笔划60至63所组成的结构性图形，每一笔划可能不具有任何方向上的转折点，如笔划60及笔划62，或是每一笔划可能具有多个方向上的转折点，如笔划61及笔划63，因此，每一笔划的笔划向量数据54(如图6中显示的箭头标记)可不限于由上而下、由下而上、由左至右以及由右至左四个方向，为随位置变动的任一方向。
请参阅图7，图7为利用本发明第二实施例的笔顺字符产生系统40依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示中文字符的流程图，此流程与第一实施例极为相似。在使用者选取一欲显示的字符及其相关数据(如字型、字体大小等)之后，就会对应到存储器44中此一字符的数据，首先，字符图形整合装置50会先判断未处理的笔划数，若未处理的笔划数大于零，外框产生器12会产生该字符的每一笔划的外框轮廓点，接下来笔划方向图形产生器46依据存储器44中此字符的数据产生第一笔划的切线数据，紧接着笔划图形整合装置48逐线整合该切线数据以完成该笔划的图像。此字符显示控制流程在完成一笔划的图像后，图形整合装置会继续判断未处理的笔划数，若未处理的笔划数仍大于零，则依据图4所示的流程依序完成下一笔划的图像，直到判断出未处理的笔划数不再大于零，即等于零时，字符显示流程则终止，使用者因此可看到依序显示每一笔划的完整字符，清楚的了解该字符书写时的笔划方向及笔顺。
与已知技术相比较，本发明利用笔顺字符产生系统产生中文字符的方法无须以动画形式播放中文字符的图形文件，就可依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示每一中文字符。在本发明的第一实施例的笔顺字符产生系统及方法中，将每一个字符视为由多个笔段组成的结构性图形，且利用一存储器储存了每一字符的字符外框数据以及该字符的每一笔段的笔段走向数据，并依据该字符在书写时的笔顺依序存放，在执行本发明的第一实施例的笔顺字符产生系统时，便能依序显示每一笔段，以整合成该字符的最终图像。而在本发明的第二实施例的笔顺字符产生系统及方法中，将每一个字符视为由多个笔划组成的结构性图形，且利用一存储器储存每一字符的每一笔划的关键点数据、笔划向量数据以及绘图程序，并依据该字符在书写时的笔顺依序存放，在执行本发明的第二实施例的笔顺字符产生系统时，便能依序显示每一笔划，以整合成该字符的最终图像。本发明所披露的二个实施例皆无须包含巨大的数据库以储存中文字符的图形文件，也无须消耗许多的系统资源实现动画形式播放，便可依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示每一中文字符，当作合适的中文书写教学的工具软件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种以一笔顺字符产生系统产生中文字符的方法，该笔顺字符产生系统是依据中文字的笔划书写顺序及方向来显示每一中文字符，其中每一个字符是视为由多个笔段组成的结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一存储器，用于储存数据与程序；一外框产生器，用于依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔段的外框轮廓点；一笔段方向图形产生器，用于依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔段的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔段图形整合装置，用于将该切线数据逐线整合成该笔段的完成图像；以及一字符图形整合装置，用于依序显示每一笔段，以整合成该字符的最终图像；该方法包含有由该存储器读取一字符的数据；使用该外框产生器产生该字符的每一笔段的外框轮廓点；使用该笔段方向图形产生器产生一组切线数据；使用该笔段图形整合装置逐线整合该切线数据以完成该笔段的图像；以及使用该字符图形整合装置依序显示该字符的每一笔段，以整合成该字符的最终图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中该字符的每一笔段是依据该字符的每一笔画的方向性定义，若该笔划无方向上的转折点，则该笔划为单一笔段，若该笔划具有至少一个转折点，则该笔划于转折点分割成多个笔段。
3.如权利要求1所述的方法，其中该存储器用于储存每一字符的字符外框数据以及该字符的每一笔段的笔段走向数据。
4.如权利要求3所述的方法，其中该存储器中所储存的笔段走向数据须依据该字符于书写时的笔顺依序存放。
5.如权利要求3所述的方法，其中该存储器中所储存的该笔段走向数据包含有由上而下；由下而上；由左至右；以及由右至左。
6.如权利要求3所述的方法，其中该外框产生器是由该存储器中读取该字符外框数据，以产生每一笔段的外框轮廓点。
7.如权利要求3所述的方法，其中该笔段方向图形产生器是依据该存储器中储存的笔段走向数据，将该外框产生器产生的笔段的外框轮廓点转成与该笔段走向数据垂直的切线数据。
8.如权利要求3所述的方法，其中该笔段图形整合装置是依据该笔段方向图形产生器所产生的切线数据以及储存在该存储器内的笔段走向数据，逐线整合成该笔段的完成图像。
9.一笔顺字符产生系统，是依据中文字正确的笔划书写的顺序及方向来显示每一中文字符，其中每一个字符可视为由许多笔段组成的结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一存储器，用于储存数据与程序；一外框产生器，用于依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔段的外框轮廓点；一笔段方向图形产生器，用于依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔段的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔段图形整合装置，用于将该切线数据逐线整合成该笔段的完成图像；以及一字符图形整合装置，用于依序显示每一笔段，以整合成该字符的最终图像。
10.如权利要求9所述的笔顺字符产生系统，其中每一个字符的每一笔段是依据该字符的每一笔画的方向性定义，若该笔划无方向上的转折点，则该笔划为单一笔段，若该笔划具有至少一个转折点，则该笔划是于转折点分割成多个笔段。
11.如权利要求9所述的笔顺字符产生系统，其中该存储器用于储存每一字符的字符外框数据以及该字符的每一笔段的笔段走向数据。
12.如权利要求11所述的笔顺字符产生系统，其中该存储器中所储存的笔段走向数据须依据该字符在书写时的笔顺依序存放在该存储器中。
13.如权利要求11所述的笔顺字符产生系统，其中该外框产生器是由该存储器中读取该字符外框数据，以产生每一笔段的外框轮廓点。
14.如权利要求11所述的笔顺字符产生系统，其中该笔段方向图形产生器是依据该存储器中储存的笔段走向数据，将该外框产生器产生的笔段的外框轮廓点转成与该笔段走向数据垂直的切线数据。
15.如权利要求11所述的笔顺字符产生系统，其中该笔段图形整合装置是依据该笔段方向图形产生器产生的切线数据以及储存于该存储器内的该笔段走向数据，逐线整合成该笔段的完成图像。
16.如权利要求11所述的笔顺字符产生系统，其中该存储器中所储存的该笔段走向数据包含有由上而下；由下而上；由左至右；以及由右至左。
17.一种依据中文字正确的书写笔顺来产生中文字符的方法，该字符产生方法是运用一笔顺字符产生系统所产生，其中每一个字符被分割为多个笔划，每一笔划为一结构性图形，该笔顺字符产生系统包含有一存储器，用于储存数据与程序；一笔划外框产生器，用于依据该存储器中的数据与程序，产生每一笔划的外框轮廓点；一笔划方向图形产生器，用于依据该存储器中储存的数据与程序，将该笔划的外框轮廓点转成一组切线数据；一笔划图形整合装置，用于将该切线数据逐线整合成该笔划的完成图像；以及一字符图形整合装置，用于依序显示每一笔划，以整合成该字符的最终图像；该方法包含有由该存储器读取一字符的数据；使用该笔划外框产生器产生该字符的每一笔划的外框轮廓点；使用该笔划方向图形产生器产生该切线数据；使用该笔划图形整合装置逐线整合该切线数据以完成该笔划的图像；以及使用该字符图形整合装置依序显示该字符的每一笔划，以整合成该字符的最终图像。
18.如权利要求17所述的方法，其中该存储器用于储存每一字符的每一笔划的关键点数据、笔划向量数据、以及绘图程序，而该笔划外框产生器用于依据该关键点数据以及该笔划向量数据，执行绘图程序，以几何图形的概念组合构成该笔划的外框轮廓点。
19.如权利要求18所述的方法，其中该存储器中所储存的每一个字符的每一笔划的关键点数据、笔划向量数据以及绘图程序须依据该字符在书写时的笔顺依序存放。
20.如权利要求18所述的方法，其中该笔划向量数据不限于由上而下、由下而上、由左至右以及由右至左四个方向，为随位置变动的任一方向。
全文摘要
一种以一笔顺字符产生系统产生中文字符的方法，其中每一个字符是视为由多个笔段组成的结构性图形，该方法包含有由该存储器读取一字符的数据，使用该外框产生器产生该字符的每一笔段的外框轮廓点，使用该笔段方向图形产生器产生一组切线数据，使用该笔段图形整合装置逐线整合该切线数据以完成该笔段的图像，以及使用该字符图形整合装置依序显示该字符的每一笔段，以整合成该字符的最终图像。
文档编号G06F3/023GK1512313SQ0216043
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者吴福生, 陈万治 申请人:文鼎科技开发股份有限公司