[發明專利]一種基于力反饋技術的虛擬水墨擴散范圍計算方法

有效

• 申請號: 201210235882.0
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102831292A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 侯增選;郭超;孫景華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

1.一種基于力反饋技術的虛擬水墨擴散范圍計算方法，其特征包括如下步驟：

(1)計算吸儲量

在水墨擴散仿真中吸儲度受虛擬力的影響，吸儲度表達式為：i×(1+p)；

吸儲量的計算公式如公式(1)所示，其中pen_size為毛筆模型直徑，其單位為紙元邊長，N為單個紙元的面積；

(2)計算深色擴散區粒子量

深色擴散區粒子量包括深色擴散區墨粒子量M_深墨、水粒子量M_深水，總粒子量M_深為墨粒子量和水粒子量之和，單位均為粒子個數；

水墨擴散過程中墨粒子的擴散能力弱于水粒子，只有一部分墨粒子能夠擴散到淺色擴散區；設毛筆出墨量為M₀，單位為粒子個數，供擴散的水墨量為M₁，單位為粒子個數，則M₁＝M₀-M_吸；擴散到淺色擴散區的墨粒子量占供擴散墨粒子量的比例稱為擴散度，用字母d表示；在虛擬力影響下的擴散度表達式為：d×(1+p)，此時此時擴散度隨著虛擬力的增加而增加；當時，擴散度達到最大值1，表明虛擬力的增加對擴散度不再產生影響；

深色擴散區墨粒子量M_深墨計算如公式(2)所示：

M_深墨＝M_吸×ink_density+M₁×ink_density×[1-d×(1+p)](2)

其中ink_density為墨濃度；

深色擴散區水粒子量M_深水計算如公式(3)所示：

M_深水＝M_吸×(1-ink_density)????(3)

深色擴散區總粒子量M_深計算如公式(4)所示：

M_深＝M_深墨+M_深水＝M_吸+M₁×ink_density×[1-d×(1+p)]??(4)

(3)計算深色擴散區擴散范圍

水墨擴散區分為深色擴散區和淺色擴散區；深色擴散區擴散范圍為圓形區域，半徑為L₁，單位為紙元邊長，L₁的計算如公式(5)所示：

由此計算出深色擴散區半徑，從而得到虛擬力影響下的深色擴散區擴散范圍；

(4)計算淺色擴散區粒子量

淺色擴散區粒子量包括淺色擴散區墨粒子量(M_淺墨)、水粒子量(M_淺水)，總粒子量(M_淺)為淺色擴散區墨粒子量和水粒子量之和，單位均為粒子個數；

淺色擴散區墨粒子量計算如公式(6)所示：

M_淺墨＝M₁×ink_density×d×(1+p)????????????????(6)

淺色擴散區水粒子量計算如公式(7)所示：

M_淺水＝M₁×(1-ink_density)??????????????????????(7)

淺色擴散區總粒子量計算如公式(8)所示：

M_淺＝M₁×[1-ink_density+ink_density×d×(1+p)]??(8)

(5)計算淺色擴散區擴散范圍

淺色擴散區擴散范圍為深色擴散區周圍的圓環區，其寬度為L₂，單位為紙元邊長，參見圖1；L₂的計算如公式(9)所示：

由此計算出淺色擴散區寬度L₂，從而得到虛擬力影響下的淺色擴散區擴散范圍；其中，吸儲量是指宣紙模型能夠接收的最大水墨粒子量，用M_吸表示，其單位為粒子個數；

單個紙元的吸儲量即為該宣紙模型的吸儲度，用字母i表示，吸儲度的單位為粒子個數/紙元；

吸入虛擬力影響系數p，p為當前的虛擬力F與最大輸出力的比值，設力反饋設備最大輸出力為F_max，p＝F/F_max；p的取值范圍為0-1。