探讨数字笔迹书法风格电脑生成技术

　　书法在中国已经有几千年的历史，汉字书法不仅作为一种语言符号，同时，还是一种艺术表达形式。随着社会经济和科学技术的不断发展，信息技术也呈现出日新月异的发展趋势。传统的人机交互方式属于人工编码键盘输入，但是这种方式不但具有一定的局限性，而且导致人们将逐渐遗忘如何正确的书写以及对文字的审美。并且平板电脑、智能手机的发展，智能终端设备已经成为人们生活中重要的组成部分。因此，人们希望能够在触屏终端上进行书写，并且能够呈现出书法效果。所以，探讨、分析数字笔迹书法风格生成技术具有重要的作用和意义。

　　一、现有的数字书写方式

　　现有的数字书写方式共有四种：数字墨水技术、虚拟毛笔模型仿真、书法生技术以及基于轨迹分析的手写美化技术。数字墨水技术主要是在手写识别技术的基础上进一步研发出来的，其实现了编辑、显示、存储以及收索方式为一体的技能体现，并且将不同应用程序和设备间书写数字笔迹的交换提供了一种新型方式。虚拟毛笔模型仿真，主要是由四个部分组成：纸张、蘸墨、笔画以及笔刷。

　　这种模型比较复杂且计算量相当大，不适合实际应用。针对这些问题，对这一模型做了进一步的改进工作，提出了三维毛笔模型，取得了不错的效果。书法生成技术，该技术是一种常用技术，主要是对运笔的速度和力度进行控制，从而实现书法创作的目的。但是该方法同样也存在一定的缺陷，不能百分百的确定识别率和笔画匹配，常常会导致书法生成失败。基于轨迹分析的书写美化技术，该项技术主要是通过将原有的数字笔迹通过扭曲后的几何特征分析，并结合书写规则，对书写时笔画的粗细变化进行模拟，从而实现书法效果，该技术是目前使用最为广泛的一种数字书写方式。

　　二、数字笔迹书法风格生成技术

　　（一）基于笔刷与速度模型的书法生成技术

　　书法生成主要是通过对真实笔触的书写过程进行模拟，从而体现出书法风格，但是实际的书写过程非常复杂并且涉及的东西也比较多。由于技术的设置，并不能将书法创作的全过程模拟出来。因此，如何利用有限的输入方式在没有压力感应的触屏上，实现数字笔迹书法风格生成是我们解决的问题。所以，我们可以从使用的角度，分析一种在时序与形态分析基础上的书法风格字体生成技术。该技术主要是通过对真实毛笔运笔、笔锋等方面的特点进行分析，并且还分析笔刷形态、形态特征以及拟合时序三个方面之间的联系，最后利用一定形状的笔刷对其进行渲染。除此之外，还可以根据不同的笔刷形状以及渲染方式，得到风格不同的书法效果。速度与笔刷模型建立的原则就是对书写的运笔速度进行计算，从而得出从速度到笔画的宽度之间的关系，在对所有的关系计算出结果之后，利用笔刷将原有的书写轨迹复制一遍，最后生成具体的带有书法风格的字体。

　　数字笔迹书法实时生成方法主要包括四个步骤，首先应该提取时序信息，其次计算笔画的大小，然后构建笔刷模型进行渲染。

　　而非实时生成方法主要是在客户完成一个字之后才对其进行书法模拟。这种方式，不仅可以识别出笔画的类型，而且还能对笔划的轨迹进行重构，然后针对不同的笔划类型选择合适的模拟方法。对于非实时渲染流程，主要的步骤如下：首先，检测之前获取的轨迹轮廓拐点并根据检测的结果对笔划进行分段，然后，识别每一段笔划并将其分类，分类之后，调整笔划宽度，最后重新渲染该笔划，从而实现笔划生成。

　　（二）在线手写书法字体轮廓提取与编码

　　数字笔迹书法生成是数字墨水研究领域之一，为了将数字墨水的信息进行高效保存，必须将其以某中编码的形式进行存储。

　　曲线轮廓技术、参数轨迹点法以及位图法是在线数字墨水的三种存储方式。曲线轮廓技术主要是利用某种算法对字体的轮廓进行提取，并存储轮廓编码，该方法具有较好的通用性，但是存储量较小。参数轨迹点法通过对原始信息的保存，在轨迹还原时，利用相关算法将其重新渲染，这种方式具有信息存储较好，不易丢失的优点，其缺点是不能渲染速度较慢、通用性较差以及存储量小等。位图法主要是将数字墨水保存为图片的形式，该方法不仅通用性较好而且操作简单。对在线手写书法字体利用轮廓曲线法对其进行编码时，主要的编码流程如下：首先将参数轨迹点计算出来，轨迹点主要包括坐标、笔画矿度等，然后提取出每一笔的外轮廓，最后将采取的轮廓进行贝塞尔编码。

　　提取每一笔的外轮廓并将其形成封闭有序的空间就是轮廓提取。笔刷外轮廓点的提出主要可以利用图像处理的方法。这种方式较为适合笔划简单的轮廓，但是对于连笔较多、笔划拐点处较为尖锐的字，如果采用轮廓提出就会导致准确率较低的情况，例如，汉字“枫”，不仅笔划复杂，而且一般情况下能够一笔生成，并且拐点处的轮廓线比较复杂，因此，为轮廓提出带来的不利影响。针对这些问题，我们可以采用笔划拆分的方式，将一个字按照其拐点分为几个部分，然后对每一部分单独进行轮廓提取，最后实现数字生成，得到书法字体。

　　结束语

　　综上所述，本文主要分析了数字笔迹书法风格生成技术，从使用性的角度出发，研究一种基于笔刷模型和时序特征的手写数字笔迹书法风格生成技术，这种方法主要是分为两种：实时生成以及非实时重构，笔者主要根据这两个方面进行分析、研究，但是关于书法效果的好坏目前并没有一个较为完整的评价体系，因此，还需进一步对其进行研究。笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中，针对文中存在的不足，提出指正建议，为我国数字笔迹书法风格生成技术研究工作做出重要的贡献。

　　参考文献：

　　[1]黄树东.数字笔迹书法风格生成技术研究及实现[D].华南理工大学，2013.
　　[2]夏洋.基于本体模型的特定风格书法字合成研究[D].浙江大学，2014.
　　[3]温智宁.应用于书法风格模拟的手写汉字美化方法研究[D].华南理工大学，2012.
　　[4]郭晨.基于图像处理技术的手写体汉字特征分析的研究[D].天津科技大学，2010.