中國書法及其動態(tài)書寫動畫的計算機(jī)模擬之研究.pdf

1、中國書法尤其是動態(tài)的書法藝術(shù)創(chuàng)作不僅具有很高的藝術(shù)欣賞價值，而且在如影視傳媒及對外漢語教學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域具有很高的實際應(yīng)用價值。但當(dāng)前流傳下來的書法作品大多是以靜態(tài)圖像呈現(xiàn)的書法碑帖，如何高效并且逼真地重現(xiàn)這些藝術(shù)作品的動態(tài)創(chuàng)作過程日益成為計算機(jī)圖形學(xué)亟需解決的問題。
　　在毛筆書寫過程中，毛筆與紙在某一時刻接觸產(chǎn)生的墨點，稱為筆觸。此時筆觸內(nèi)毛筆的作用點稱為書寫過程的軌跡點，這些軌跡點組成了筆鋒在點畫內(nèi)的運(yùn)動軌跡，簡稱筆鋒運(yùn)動軌跡。

2、因此，模擬毛筆書法的書寫過程可分解為兩個重要部分:筆觸的模擬和筆鋒運(yùn)動軌跡的提取。
　　目前模擬筆觸形狀的方法主要有兩種:1）借助數(shù)學(xué)幾何方法根據(jù)毛筆筆頭特征進(jìn)行正向參數(shù)建模;2）根據(jù)實際筆觸形狀結(jié)合書法經(jīng)驗進(jìn)行反向建模。兩種方法相比，第一種方法普適性較好且在計算速度上占優(yōu)勢，但構(gòu)建得到的筆觸形狀之真實性略遜于第二種，動態(tài)效果不佳;相反，第二種方法雖然能夠仿真某些給定筆觸形狀，但局限性較大，且計算方式較為復(fù)雜。
　　而提取筆

3、鋒運(yùn)動軌跡的方法大致也可分為兩種:1）先借助圖像處理方法自動提取給定書法漢字圖像的筆畫骨架，再對其作細(xì)部調(diào)整，從而得到完整的筆鋒運(yùn)動軌跡;2）先借助模式識別方法對各種筆畫進(jìn)行分類，再分析給定書法漢字圖像的筆畫順序與種類，從而得到完整的筆鋒運(yùn)動軌跡。但這兩種方法都有很大的局限性，多適用于規(guī)則書體（如楷書）。
　　利用計算機(jī)輔助的方法重建中國書法圖像的動態(tài)創(chuàng)作過程存在兩個重要的挑戰(zhàn):1）中國書法在長期的歷史演變過程中，產(chǎn)生了諸多書體，

4、如常見的篆書、隸書、楷書、草書、行書等，其筆畫形態(tài)存在很大差異;2）即便是同一書體（如楷書），不同書法家在運(yùn)筆方法（如毛筆的提、按、頓、挫與各種筆鋒的組合運(yùn)用）上也有顯著差異。
　　針對上述問題，本文提出一種交互式的方法重現(xiàn)靜態(tài)中國書法漢字圖像的動態(tài)創(chuàng)作過程，即其書寫過程的動畫。與現(xiàn)有的一些方法相比，本文的方法主要有兩點貢獻(xiàn):
　　一、根據(jù)書法專業(yè)知識與書寫實踐，提出一套基于統(tǒng)計的筆觸模型建立方法，該模型用于描述書寫過程中毛

5、筆筆毫與紙面的接觸面形狀（即筆觸）。該方法可通過調(diào)節(jié)參數(shù)表現(xiàn)不同類型毛筆的筆毫形狀，并能在筆畫輪廓的約束下靈活改變筆觸形狀，形成不同筆鋒。
　　二、由于目前的筆鋒運(yùn)動軌跡的自動提取方法無法針對不同書體體現(xiàn)其書寫特征，而我們采取用戶交互的方式則能彌補(bǔ)這一缺陷（只要使用者懂得相應(yīng)的運(yùn)筆方法），使得各種書體的筆畫軌跡都能得到恰當(dāng)?shù)谋硎尽?br>　　一旦筆觸模型與筆鋒運(yùn)動軌跡得到解決，再加上給定書法漢字圖像的紋理，該系統(tǒng)就能自動生成給定書