一种基于依存树的图案交互编辑方法与流程
本发明涉及图案交互编辑领域，尤其涉及一种基于依存树的图案交互编辑方法。
背景技术：
依存树是一个二叉树，它参数化地描述了图案中的所有图形元素和布局规律以及它们的依赖关系和层次结构。基于依存树的图案交互编辑方法可以让用户通过增加、删除、替换树节点的方式实时改变图案中的图形元素及布局规律，或通过编辑图案局部的方式使系统自动调整图案整体，得到布局更和谐的图案。
cad技术的普及和发展为艺术图案的设计和表达提供了更多的可能性，越来越多的非专业设计师用户开始进入图案设计领域。发明出一种易于非专业设计师用户修改图案以及辅助这类用户以简单的操作快速创造复杂多变的图案结构的简明方法十分必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于依存树的图案交互编辑方法，该方法能够让用户通过对图形化树状结构的简单操作，实现对图案的快速编辑修改。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于依存树的图案交互编辑方法，包括以下步骤：
(1)将图案的依存树以图形界面的方式呈现给用户，并可以通过点击树节点查看和修改图元和布局规律的信息；
(2)系统基于当前图案的依存树从图案库检索出若干不同图案，并将检索到的图案的依存树作为备用素材呈献给用户；
(3)用户可以通过依存树的图形界面对当前图案依存树的节点进行操作，改变依存树的结构，或将节点替换为素材的依存树中的节点，从而改变图案；
(4)当用户直接对图案中的某个单元进行平移、旋转、缩放、复制等操作时，系统对所涉及的布局规律进行参数调整，使图案其他部分发生相应改变，得到整体布局更为和谐的图案；
进一步的，所述的依存树为图案使用树的数据结构对组成图案的图元进行管理和排列。
进一步地，所述步骤(1)通过以下子步骤来实现：
(1.1)图形所呈现给用户的树状结构为二叉树，叶节点用于表示图元，并在节点上绘制出图元；非叶节点用于表示布局规律，也代表了子节点在该布局规律下形成的复合图元，并在节点旁用文字显示该布局规律的类型。
(1.2)用户点击叶节点时，系统将显示给用户该叶节点所表示的图元的贴图、宽高尺寸、图元的实例在整个图案中的位置、旋转和缩放比例，并且在图案中框出该实例。用户可以通过上传新图片更改图元的贴图，通过编辑所显示的宽高尺寸、位置、旋转和缩放比例的数值对该图元在图案中的实例进行调整；
(1.3)用户点击非叶节点时，系统将显示给用户该非叶节点所表示的布局规律的类型和参数，以及所代表的超图元的实例在整个图案中的位置、旋转和缩放比例，并且在图案中框出对应的超图元实例。用户可以通过修改布局规律的类型和参数调整布局规律，通过编辑所显示的位置、旋转和缩放比例的数值对该超图元在图案中的实例进行调整；
进一步地，所述步骤(2)通过以下子步骤来实现：
(2.1)计算当前图案的布局嵌入w,给定含有n个布局规律l的依存树t，计算它的m维嵌入布局向量(ω1,ω2,…,ωm)的公式如下：
其中lj∈l，代表l中的第j个布局规律，
(2.2)搜索图案库，计算布局嵌入和当前布局嵌入的交叉熵并将图案库中的图案以计算得的交叉熵排序，将交叉熵较大的图案返回并呈献给用户作为素材；
进一步地，所述步骤(3)用户对依存树节点进行的操作包括：
增加：此操作将所要增加的节点或树作为左/右孩子附加到布局节点上。
删除：此操作将从树上删除节点。当节点为非根节点的时候，删除一个节点的同时也会删除该节点的后代。如果节点为含有单一子节点的根节点，可以在删除根节点的时候保留子节点。
替换：给定要替换的节点，此操作将其替换为另一个节点，而不更改其祖先或后代。布局节点必须替换为可以具有相同数量子节点的另一个布局节点，而基本节点可以替换为任何其他节点。
进一步地，所述步骤(4)通过以下子步骤来实现：
(4.1)用户对图案中的某个单元进行平移、旋转、缩放、复制等操作；
(4.2)系统读取该单元的空间变换t。如果是复制操作，还需要读取复制体的空间变换t’；
(4.3)系统对在依存树上查找该单元所对应的节点，读取其父节点上布局的参数；
(4.4)系统对参数进行变化，直到布局的阵列图形中出现和t、t’相同中空间变换的单元为止。
本发明具有的有益效果是：
1、将图案的依存树以图形界面的方式呈现给用户，用户通过点击树节点可以直观地查看图元和布局规律的信息，这种方式降低了用户理解图案信息的难度。
2、基于当前图案的依存树从图案库检索出若干不同的图案，并将检索到的图案的依存树作为备用素材呈现给用户，能够给用户在设计过程提供参考，提高设计过程的效率和设计结果的多样性。
3、用户通过依存树的图形界面对当前图案依存树的节点进行操作，改变依存树的结构，或将节点替换为素材的依存树中的节点，可以实时地对图案进行改变。这种直接对节点进行操作的方式，无需拘泥于图元和布局规律的参数细节，能够让用户方便快捷地对图案进行改变。
附图说明
图1为本发明实施例中基于依存树的图案交互编辑方法的基本流程图；
图2为本发明实施例中树的增加、删除、替换操作示意图；
图3为本发明实施例的交互界面示意图；
其中：1-图案视口；2-图案库；3-属性；4-树操作按钮；5-依存树图形界面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明一种基于依存树的图案交互编辑方法方，包含以下实施步骤：
(1)将图案的依存树以图形界面的方式呈现给用户，并可以通过点击树节点查看和修改图元和布局规律的信息，具体包括以下子步骤；
(1.1)图形所呈现给用户的树状结构为二叉树，叶节点用于表示图元，并在节点上绘制出图元；非叶节点用于表示布局规律，也代表了子节点在该布局规律下形成的复合图元，并在节点旁用文字显示该布局规律的类型。
(1.2)用户点击叶节点时，系统将显示给用户该叶节点所表示的图元的贴图、宽高尺寸、图元的实例在整个图案中的位置、旋转和缩放比例，并且在图案中框出该实例。用户可以通过上传新图片更改图元的贴图，通过编辑所显示的宽高尺寸、位置、旋转和缩放比例的数值对该图元在图案中的实例进行调整；
(1.3)用户点击非叶节点时，系统将显示给用户该非叶节点所表示的布局规律的类型和参数，以及所代表的超图元的实例在整个图案中的位置、旋转和缩放比例，并且在图案中框出对应的超图元实例。用户可以通过修改布局规律的类型和参数调整布局规律，通过编辑所显示的位置、旋转和缩放比例的数值对该超图元在图案中的实例进行调整；
(2)系统基于当前图案的依存树从图案库检索出若干不同图案，并将检索到的图案的依存树作为备用素材呈献给用户，具体包含以下子步骤：
(2.1)计算当前图案的布局嵌入w,给定含有n个布局规律l的依存树t，计算它的m维嵌入布局向量(ω1,ω2,…,ωm)的公式如下：
其中lj∈l，代表l中的第j个布局规律，
(2.2)搜索图案库，计算布局嵌入和当前布局嵌入的交叉熵并将图案库中的图案以计算得的交叉熵排序，将交叉熵较大的图案返回并呈献给用户作为素材。
(3)用户可以通过依存树的图形界面对当前图案依存树的节点进行操作，改变依存树的结构，或将节点替换为素材的依存树中的节点，从而改变图案，具体包含以下子步骤：
增加：此操作将所要增加的节点或树作为左/右孩子附加到布局节点上。
删除：此操作将从树上删除节点。当节点为非根节点的时候，删除一个节点的同时也会删除该节点的后代。如果节点为含有单一子节点的根节点，可以在删除根节点的时候保留子节点。
替换：给定要替换的节点，此操作将其替换为另一个节点，而不更改其祖先或后代。布局节点必须替换为可以具有相同数量子节点的另一个布局节点，而基本节点可以替换为任何其他节点。
(4)当用户直接对图案中的某个单元进行平移、旋转、缩放、复制等操作时，系统对所涉及的布局规律进行参数调整，使图案其他部分发生相应改变，得到整体布局更为和谐的图案，具体包含以下子步骤：
(4.1)用户对图案中的某个单元进行平移、旋转、缩放、复制等操作；
(4.2)系统读取该单元的空间变换t。如果是复制操作，还需要读取复制体的空间变换t’；
(4.3)系统对在依存树上查找该单元所对应的节点，读取其父节点上布局的参数；
(4.4)系统对参数进行变化，直到布局的阵列图形中出现和t、t’相同中空间变换的单元为止。
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