[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)字紙張的墨水表達(dá)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410482698.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104240176B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳仲城;溫國(guó)華;申飛;羅健飛;李芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06T1/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T1/00;G06F17/50
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)藝術(shù)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)字紙張的墨水表達(dá)方法。

背景技術(shù)

紙張和墨水相互作用所產(chǎn)生的擴(kuò)散、過(guò)濾等特殊效果，不僅抒發(fā)了書(shū)法家和繪畫(huà)家們的特殊感情，而且其簡(jiǎn)單表象所映射出的多端變化和豐富的意象、意境，給人們留下了無(wú)盡的遐想空間和藝術(shù)感受。

紙張是由不規(guī)則纖維隨機(jī)分布形成的三維纖維網(wǎng)絡(luò)，該三維纖維網(wǎng)絡(luò)具有“整體一致，局部隨機(jī)”的特點(diǎn)，纖維之間交織交錯(cuò)形成了纖維交叉點(diǎn)和纖維間空隙，纖維交叉點(diǎn)對(duì)墨水具有吸收作用，纖維間空隙形成了毛細(xì)管，毛細(xì)管的毛細(xì)作用力對(duì)墨水具有吸引作用，會(huì)把墨水從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方，當(dāng)墨水中的油墨粒子大小不均勻的時(shí)候，大于纖維間空隙的油墨粒子就會(huì)被纖維阻擋而形成一個(gè)顏色比較深的區(qū)域。

現(xiàn)有專(zhuān)利中，專(zhuān)利號(hào)為CN100338612C的“基于毛筆和宣紙的水墨傳輸模型與仿真”用纖維束連接起來(lái)的纖維團(tuán)組成宣紙的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)墨水在宣紙上的傳輸。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

1、現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)纖維網(wǎng)絡(luò)的仿真僅僅考慮了纖維分布隨機(jī)性這個(gè)特點(diǎn)，并沒(méi)有考慮對(duì)纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有重要影響的纖維的屬性，如纖維的形變性、纖維的數(shù)目等，在墨水表達(dá)仿真中沒(méi)有充分考慮纖維網(wǎng)絡(luò)與墨水表達(dá)相關(guān)的屬性，從而嚴(yán)重影響了墨水表達(dá)的真實(shí)性；

2、現(xiàn)有技術(shù)中都是實(shí)時(shí)對(duì)纖維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真，仿真墨水表達(dá)之前需要等待纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的仿真時(shí)間，嚴(yán)重影響了墨水表達(dá)的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種具有纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)字紙張的墨水表達(dá)方法，能夠?qū)崟r(shí)仿真出具有真實(shí)性和多樣性的墨水表達(dá)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種具有纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)字紙張的墨水表達(dá)方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、定義所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

以三維空間中的任意一點(diǎn)為原點(diǎn)O，建立空間直角坐標(biāo)系O-XYZ；以原點(diǎn)O為起點(diǎn)，分別沿著X軸、Y軸和Z軸的正方向延伸，建立長(zhǎng)、寬、高分別為x、y、z的數(shù)字紙張纖維網(wǎng)絡(luò)空間；分別沿著與X軸、Y軸和Z軸平行的方向?qū)?shù)字紙張纖維網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行均勻分割獲得細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，以細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中的最小單元為一個(gè)單位細(xì)胞；

所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由單根纖維逐根沿著Z軸負(fù)方向沉淀到數(shù)字紙張纖維網(wǎng)絡(luò)空間中并發(fā)生形變而形成；所述單根纖維是由若干個(gè)纖維粒子組成；設(shè)定所述單根纖維的纖維粒子個(gè)數(shù)為所述單根纖維在所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中占用的單位細(xì)胞的個(gè)數(shù)；

所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的屬性是存儲(chǔ)在所述數(shù)字紙張的存儲(chǔ)文件中；

步驟2、獲取所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與墨水表達(dá)相關(guān)的屬性并分別進(jìn)行存儲(chǔ)；

設(shè)定所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中具有相同X軸坐標(biāo)和Y軸坐標(biāo)的單位細(xì)胞為測(cè)量單位，以數(shù)字紙張平面的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量單位；

從所述數(shù)字紙張的存儲(chǔ)文件中獲取所述數(shù)字紙張的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與墨水表達(dá)相關(guān)的屬性，包括：在所述測(cè)量單位中單根纖維與其他單根纖維之間的交叉點(diǎn)數(shù)目B、所述測(cè)量單位與其相鄰的8個(gè)測(cè)量單位之間存在同一根單根纖維的數(shù)目C以及在所述測(cè)量單位中單根纖維與其他單根纖維之間的空隙數(shù)目P；

設(shè)定存儲(chǔ)所述交叉點(diǎn)數(shù)目B的矩陣為bondedNum[x][y]；

設(shè)定存儲(chǔ)所述同一單根纖維數(shù)目C的矩陣為connectingFiberNum[x][y][8]；

設(shè)定存儲(chǔ)所述空隙數(shù)目P的矩陣為poreNum[x][y]；

并將所述交叉點(diǎn)數(shù)目B存儲(chǔ)到所述矩陣bondedNum[x][y]中；將所述同一單根纖維數(shù)目C存儲(chǔ)到所述矩陣connectingFiberNum[x][y][8]中；將所述空隙數(shù)目P存儲(chǔ)到所述矩陣poreNum[x][y]中；

步驟3、設(shè)置筆跡寬度系數(shù)；

設(shè)定所述筆跡寬度系數(shù)為w；

步驟4、設(shè)置墨水油墨粒子的均勻性；

設(shè)定所述墨水油墨粒子的均勻性為u，u的取值為“均勻”或者“不均勻”；

設(shè)定過(guò)濾墨水油墨粒子的空隙數(shù)目的閾值為l，l∈[80,90]；

設(shè)定墨水過(guò)濾的層次數(shù)目為W，W∈[1,4]；

步驟5、獲取書(shū)寫(xiě)位置；