一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法

摘要

一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法：首先，对二维的书法作品的原始图像二值化，提取书法汉字的字形特征信息，并为该书法作品中所有汉字构造点光源边界；然后，基于光照衰减模型，计算书法汉字的初始深度图；再根据书法汉字图像的灰度值大小，获取书法汉字笔力分布信息，计算深度权重矩阵；最后，利用深度权重矩阵，对书法汉字的初始深度图进行优化，进而构造三角面片，渲染生成三维的书法汉字虚拟雕刻作品。本发明可以生成深度变化自然、笔画交叉部位过渡平滑的书法汉字虚拟雕刻作品，并且在计算书法汉字像素点深度的过程中考虑了书写力度因素，增强了书法汉字虚拟雕刻作品的生动性。本发明可用于虚拟现实、计算机辅助制造等领域。

主权项

一种面向书法汉字的计算机虚拟雕刻方法，其特征在于实现步骤为：从二维的平面汉字书法作品图像出发，首先提取书法汉字的字形特征，然后利用这些字形特征信息计算书法汉字的初始深度图，同时利用汉字书法作品图像的灰度图计算反映笔力分布信息的深度权重矩阵，再利用深度权重矩阵对书法汉字的初始深度图进行修正，得到书法汉字的优化深度图，并以书法汉字的优化深度图为基础构造三角面片，最后利用渲染生成三维的书法汉字虚拟雕刻作品;所述根据字形特征信息计算书法汉字的初始深度图的过程为：做连接点光源与书法汉字像素点的直线段，根据该线段是否完全包含在由点光源边界所构成的连通区域内部、以及是否不经过其它点光源，判断该点光源对于该书法汉字像素点是否可见；根据光照衰减公式计算某书法汉字像素点受单个可见点光源的照射强度，然后将其它可见点光源对该像素点的照射强度进行叠加，得到该像素点的亮度值，该亮度值即该书法汉字像素点的初始深度值；依次类推，遍历计算所有书法汉字像素点的亮度值，即可得到书法汉字的初始深度图；所述利用汉字书法作品图像的灰度图计算反映书法汉字上笔力分布信息的深度权重矩阵的过程为：首先将汉字书法图像转化为灰度图；然后对汉字书法图像的灰度图进行中值滤波，中值滤波时，取像素点的8邻域作为滤波窗口，先忽略滤波窗口内的所有零点，再选取中值作为该像素点的新灰度值，这样才能有效剔除书法汉字边界上的奇点，并消除汉字书法图像中的噪声；最后利用对数函数将经中值滤波后的汉字书法图像的灰度图映射为影响书法汉字像素点深度的深度权重系数矩阵，即书法汉字的深度权重矩阵。