基于光学原理的书法笔迹呈现系统的制作方法_2

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板,液晶驱动电路板、液晶电源电路板和图像处理装置15 (如图像处理主板)均设置于同一机箱内。
[0044]基于上述系统,参见图2所示的基于光学原理的书法笔迹呈现方法流程图,该方法包括以下步骤:
[0045]步骤S202,光电图像传感器实时采集用户使用毛笔在手写板上的笔触图像;其中,该手写板为透光板,基于该手写板产生影像的方式在手写板对应位置设置有光源,以使毛笔与手写板接触面形成影像,该影像可以是暗影或亮斑;此外,该手写板也可以当作普通的触摸屏使用,通过手指操作相应的系统和软件。
[0046]步骤S204,光电图像传感器将采集的笔触图像发送给图像处理装置。
[0047]步骤S206,图像处理装置实时收集上述笔触图像,并对收集到的笔触图像进行处理,提取出笔触形状轮廓数据,将该笔触形状轮廓数据绘制在画布上,并在绘制的笔触形状轮廓内填充颜色,连续绘制并填充颜色的笔触形状轮廓形成书法笔迹;其中,该设定的颜色可以是单色,也可以是多种颜色随机填充,还可以是根据算法模拟的墨在纸上扩散的颜色,连续绘制的笔触形状组成书法笔迹图像。
[0048]步骤S208,图像处理装置将上述画布呈现在液晶显示面板上。
[0049]本实施例的方法通过光电图像传感器采集手写板上的笔触图像,并将该图像传输给图像处理装置,经图像处理装置处理后得到笔触形状轮廓数据,将该笔触形状轮廓数据绘制在画布上,并在绘制的笔触形状轮廓内填充颜色,连续绘制并填充颜色的笔触形状轮廓形成书法笔迹,将该画布呈现在液晶显示面板上,即可以得到与用户手写一致的书法笔迹,实现过程中,用户依然可以使用传统的毛笔,不需要进行电子笔的学习过程,并且这种基于光学原理采集的图像与用户真实书写的图像仿真效果比较接近,硬件要求较低,适于推广应用。
[0050]考虑到清洁问题,本实施例的手写板优选采用水代替传统的墨汁,当然也可以采用其它无色、透明、无味、无毒、易清理的液体。用户可以使用传统毛笔在手写板上书写,这样用户能够获得与毛笔在纸上书写一样的感受,并且产生的结果也最接近于真实,而且,传统毛笔价格便宜、品类众多,用户可根据自己的经验和习惯选择合适的毛笔,因此,本实用新型实施例优选传统毛笔作为手写工具。基于此,上述光电图像传感器实时采集用户使用毛笔在手写板上的笔触图像可以包括:光电图像传感器对用户通过蘸有透明液体(例如,水)的毛笔在手写板上书写的过程进行实时图像采集,得到该毛笔与手写板接触面的笔触图像。选择传统毛笔和透明液体来书写的方式,在产品设计时考虑尽量让液体流出,可以将上述手写板倾斜设置,且底部边缘设置有用于将书写使用的液体导走的导流槽。考虑到书写过程中,液体在手写板上可能会形成水珠影响成像质量,对图像采集产生干扰,因此手写板为做过表面防雾处理的手写板,即本实用新型实施例中,可以采用具有防雾功能的手写板,以杜绝或者减少水珠形成。
[0051 ] 本实用新型实施例中的光电图像传感器可以是摄像头,实际应用中,可以选取分辨率为640 X 480、帧率为120FPS、接口为USB2.0的摄像头;如果光源采用红外照明,还可以在该摄像头前设置一个红外过滤镜。
[0052]本实施例中,手写板产生影像的方式包括以下之一:投影方式、全内反射方式和激光平面方式。对于不同的图像影像方式,需要不同的光源组成,投影方式的光源选择范围比较广,可以使用点光源、灯管、LED灯条等各种方式,只要均匀照亮手写板就可以了,需要注意的是灯光必须从四周向中心均匀照射,以免产生非接触面物体的阴影,比如笔杆,手等的阴影,所以光源一般布置在手写板四周,比如,灯管或者LED灯条组成的矩形框。
[0053]全内反射方式,需要在手写板的边沿(至少是两个边)放置条状光源,LED光带或者光条比较适合。
[0054]激光平面方式需要使用一字线激光光源,激光产生的光面与手写板平行并且在其上方不远的距离,为了防止毛笔或者手指接触触摸板时,背向光源的面产生阴影,该一字线激光光源至少需要两个,分别放置在手写板对角点上。
[0055]针对手写板产生影像的方式不同,光源的选取和位置也不同,例如:手写板12产生影像的方式为投影影像方式,光源11可以围绕手写板12的四周上方均匀设置,手写板12上设置有半透明投影幕。手写板12产生影像的方式为全内反射方式,光源11为条状光源,对称设置在手写板12的两边或四周,手写板四周要光滑透明,液晶显示面板13的下面设置有纳米导光板。这三种影像方式下的光源11可以为红外LED灯。基于此,光电图像传感器14设置有红外过滤镜。
[0056]上述图像处理装置可以为计算机,也可以是定制开发的图形处理电路板。
[0057]以全内反射方式为例,参见图3所示的基于全内反射方式的书法笔迹呈现系统的结构框图,该系统包括:顶层盖板31、防水垫圈32、手写板33 (可以是8_厚的高透明亚克力板)、850nm的红外LED灯条34、红外LED的灯条框架35、手写板支架36、液晶显示面板37、液晶面板与导光板支架38、纳米导光板39、液晶背光灯管40、液晶背光灯管框架41、摄像头42、计算机主板43、液晶驱动电路板44、液晶电源电路板45、机箱46和支架桌47。该系统的安装过程包括:将摄像头42、计算机主板43、液晶驱动电路板44、液晶电源电路板45固定于机箱46底部,将液晶背光灯管40放置于液晶背光灯管框架41内,将纳米导光板39紧贴两边的液晶背光灯管40及液晶背光灯管框架41,然后将他们一起放入液晶面板与导光板支架38下方的凹槽内,液晶面板与导光板支架38上方的凹槽放置液晶显示面板37,将这一组合好的配件放入机箱46中,卡在机箱上方的阶梯处,将红外LED灯条34插入灯条框架35并插在手写板33两边,然后将他们放入手写板支架36的凹槽内,将这一组合好的手写板配件放入机箱46中,位于液晶组合配件上方,然后将防水垫圈32放置于手写板33上方,通过顶层盖板31压紧固定,所有器件组装到机箱46中,然后将机箱46放置于支架桌47的桌面方孔内,机箱46上边的外延挂在桌面的方孔边缘下凹处,并固定,顶层盖板31与桌面平齐。
[0058]以激光平面方式为例,参见图4所示的基于激光平面方式的书法笔迹呈现系统的结构框图,该系统包括:顶层盖板51、手写板压边条52、一字平面激光头53,其频率:850nm,功率:5mW。手写板54,如5mm厚的高透明亚克力板;手写板支架55、液晶显示面板56、液晶面板与导光板支架57、纳米导光板58、液晶背光灯管59、液晶背光灯管框架60、摄像头61、计算机主板62、液晶驱动电路板63、液晶电源电路板64、机箱65和支架桌66。该系统的安装过程如下:将摄像头61、计算机主板62、液晶驱动电路板63、液晶电源电路板64固定于机箱65底部,将液晶背光灯管59放置于液晶背光灯管框架60内,将纳米导光板58紧贴两边的液晶背光灯管59及液晶背光灯管框架60,然后将他们一起放入液晶面板与导光板支架57下方的凹槽内,液晶面板与导光板支架57上方的凹槽放置液晶显示面板56,将这一组合好的配件放入机箱65中,卡在机箱65上方的阶梯处,将手写板54放置于手写板支架55上方的凹槽内,将激光头53分别放入手写板支架55四个角的半圆凹槽内,将手写板压边条52卡在手写板支架55上方,组成一个整体,并调整好激光头53的方向,将这一组合好的手写板配件放入机箱65中,用顶层盖板51压紧固定,所有器件组装到机箱65中,然后将机箱放置于支架桌66的桌面方孔内,机箱65上边的外延挂在桌面方孔的边缘下凹处,并固定,顶层盖板51与桌面平齐。
[0059]以投影方式为例,参见图5所示的基于投影方式的书法笔迹呈现系统的结构框图,该系统包括:顶层盖板71、850nm的红外LED灯条72、匀光遮光罩73、手写板固定框架74、防水垫圈75、半透明投影幕76、手写板77(可以是5mm厚的高透明亚克力板)、手写板支架78、液晶显示面板79、液晶面板与导光板支架80、纳米导光板81、液晶背光灯管82、液晶背光灯管框架83、摄像头84、计算机主板85、液晶驱动电路板86、液晶电源电路板87、机箱88和支架桌89。该系统的安装过程:将摄像头84、计算机主板85、液晶驱动电路板86、液晶电源电路板87固定于机箱88底部,将液晶背光灯管82放置于液晶背光灯管框架83内,将纳米导光板81紧贴两边的液晶背光灯管82及液晶背光灯管框架83,然后将他们一起放入液晶面板与导光板支架80下方的凹槽内,液晶面板与导光板支架80上方的凹槽放置液晶显示面板79,将这一组合好的配件放入机箱88中,卡在机箱中部的阶梯处,将手写板77、半透明投影幕76、防水垫圈75按顺序放置于手写板支架78上部的凹槽内,将这一组件放置机箱88中,位于液晶组合配件上方,通过手写板固定框架74将手写板77及液晶组件压紧固定在机箱88中部,将红外LED灯条72、匀光遮光罩73布置
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