收藏本站
《昆明理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

虚拟毛笔模型输入的立体视觉获取方法研究

张焱  
【摘要】:毛笔是中国特有的一种书写工具,在中国的文化艺术历史上具有崇高的价值。由于毛笔的笔尖柔软,艺术家在书写过程中,通过提、按、顿、折等有节奏的运笔及转动笔杆,就能够绘制出多变的、极富表现力的笔画,其表现力之丰富,控制难度之高是其他任何书写工具都难以达到的。 在如今这个数字的年代,人们开始设想能把毛笔丰富的表现力带到数字领域,在继承这一伟大艺术的同时,也使之得到进一步发展,但由于毛笔笔尖柔软,墨水的多少、纸张的材质等等都会影响书写的效果,而且书写过程中运笔方式变化相当多,书写者稍微加力或旋转笔杆、倾斜笔身、快速运笔、顿笔都会产生出各种不同的效果,所以要想将毛笔书写数字化不但要建立一个好的虚拟毛笔模型,同时还要有一种好的方法来获取虚拟毛笔模型的输入。 虚拟毛笔模型输入的获取目前主要有以下几种方法: 1、通过一个压力感应笔在电子板上书写来获取。[1] 此方法能够获取笔尖的平面坐标及书写者对笔尖施加的压力,但它是通过硬笔来模拟毛笔书写的,和毛笔柔软的笔头区别很大,显然不能很好的获取运笔过程。 2、通过将笔插入一个六自由度(DOF)的力反馈装置中运笔来获取。[3] 此方法通过六个自由度的力反馈装置来接收用户的运笔,并反馈给用户压力,它能够获取笔的三维坐标,但由于笔是插在力反馈装置中书写的很不方便,而毛笔书写过程中,书写者对毛笔的控制力是很细微的,力反馈装置很难模拟。且力反馈装置价格相当昂贵。 3、通过在真实毛笔上装超声信号器(Ultrasound Buzzer)及回转仪(Gyroscope),在显示器上安装三个超声接受装置(Ultrasound Receivers)来获取。[13][14] 此方法通过超声接收装置,接收来自超声信号器的信息计算毛笔在三维空间的位置,通过回转仪捕捉毛笔的旋转信息,能够比较准确的获取毛笔三维坐标及笔的旋转、倾斜等运动,而且由于是用真实毛笔书写,对使用者而言比较接近真实书写,但其缺点在于绑在毛笔上的超声信号器和回转仪重量较大,会影响书写者的书写。 本文在上述分析的基础上提出一种更加自然和真实的毛笔输入获取方法:多摄象头的计算机立体视觉计算方法,使用该方法进行虚拟毛笔输入获取时,用户使用一支贴了特定彩色标签的真实毛笔在工作平台的真实纸张上进行书写,工作平台上有两个标定过的摄像头从不同角度记录下书写的过程,然后拆分两个摄像头获取的视频片段为帧序列,计算获得每个帧上彩色标签上标志点的图像位置,通过立体视觉的方法融合两个摄像头获取的同一时刻对应帧上这些标志点的图像位置,从而获取这些标志点的三维位置,再通过这些标志点三维位置的变化来获取毛笔在整个书写过程中的运动状态,最后得到一个持久化存储的以一系列运动参数描述的数字化的该书写过程,这个数字化的书写过程即可作为虚拟毛笔模型的输入。 本文主要完成了以下工作: 1、定义了以立体视觉方式获取虚拟毛笔模型输入的方法。该方法以真实的书写过程来获取虚拟毛笔模型的输入,这样可以让用户以比较接近真实的方法来进行输入,同时只需在毛笔上帖一些标签,不会影响书写,而且由于是真实书写,我们还将同时获取这一书写过程中产生的真实墨迹,这对毛笔模型的评估是很有价值的。 2、研究了以立体视觉方法获取虚拟毛笔模型输入整个过程中使用到的各种算法,包括单帧上找标志点算法;同一时刻不同摄像机帧序列的对应帧上找对应点算法;标志点空间位置还原算法;运动状态获取算法,这些算法解决了毛笔运笔状态视觉测量方法各个阶段的主要问题。 3、开发了一个原型试验环境,从一个毛笔书写过程获取了该过程的数字化描述文件,并通过一个可视化的程序将该过程显示出来。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 杨关良;基于二维图像的三维信息提取研究[J];海军工程大学学报;2004年04期
2 宓晓峰 ,唐敏 ,林建贞 ,董金祥;基于经验的虚拟毛笔模型[J];计算机研究与发展;2003年08期
3 庞云阶,尹丽娜,钟慧湘;计算机控制毛笔绘画系统CCBPS[J];计算机辅助设计与图形学学报;1989年01期
4 王钲旋,庞云阶;一个计算机书法系统CCCS[J];计算机辅助设计与图形学学报;1991年01期
5 于金辉,徐晓刚,彭群生;一个三维计算机水粉笔刷模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年09期
6 于金辉,张积东,丛延奇,于金辉;一个基于骨架的笔刷模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;1996年04期
7 郭丽,任向实,丁怀东;电子书画系统中毛笔笔型的模拟研究[J];昆明理工大学学报(理工版);2002年06期
8 毛国红;张俊松;何兴恒;;虚拟毛笔模型研究综述[J];系统仿真学报;2006年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘春梅,吴福潮;球体定位的立体视觉新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年01期
2 赵晓东;张军;;基于立体视觉的影像多视点建模方法探讨[J];测绘科学;2008年S1期
3 赵晓东;张军;;基于立体视觉的影像多视点建模方法探讨[J];测绘科学;2008年S3期
4 郑飞,张佑生,高月芳;基于能量的图像立体匹配算法[J];电脑与信息技术;2003年03期
5 么丽欣;孙济洲;孙美君;;基于经验的中国水墨画毛笔笔道的仿真[J];电子测量技术;2007年10期
6 刘方,王润生;利用2-D射影变换实现多视图下元素的预报[J];电子与信息学报;2001年11期
7 王征;孙济洲;孙美君;张海江;;采用自回归模型的计算机书法的研究[J];工程图学学报;2006年05期
8 王乘;武建刚;管涛;李利军;;基于投影重建的增强现实虚实注册方法研究[J];工程图学学报;2008年01期
9 邓学雄;章文;张志尧;颜玮;;国画一笔多色的计算机模拟[J];工程图学学报;2010年02期
10 管涛;李利军;段利亚;王乘;;基于平面重建与自然特征匹配的虚实注册方法[J];光电工程;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 吴有富;代模;;基于矩阵秩约束的三维目标空间结构重构及其退化分析(英文)[A];第三届贵州省自然科学优秀学术论文评选获奖论文集(2010年)[C];2010年
2 刘方;王润生;;利用几何约束提取双目图像中的平面多边形[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
3 郭美萍;娄小平;吕乃光;;一种基于对极几何的三维重建新方法[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
4 潘海朗;何青;刘允才;;采用图像轮廓的弹性连接刚体三维建模及其参数确定[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
5 刘钢;王章野;彭群生;;自由拍摄视点下的可见外壳生成算法[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
6 孙浩;周石琳;邹焕新;王程;;基于车载双目立体视觉的运动障碍检测[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 田文;多视图图像的快速三维场景重建[D];华中科技大学;2010年
3 俞凯;计算机书法若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
4 普园媛;云南重彩画艺术风格的数字模拟及合成技术研究[D];云南大学;2010年
5 刘斌;基于双目立体视觉的大锻件尺寸在位测量关键技术研究[D];燕山大学;2010年
6 孙浩;运动成像平台近景视频运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 侯跃谦;计算机视觉测量结构件尺寸技术[D];吉林大学;2011年
8 张艳珍;微机视觉系统相关理论及技术研究[D];大连理工大学;2001年
9 申杰;水利土木工程领域中的扩充现实技术[D];四川大学;2001年
10 姜大志;计算机视觉中三维重构的研究与应用[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨莹;草书及行书“飞白”效果的仿真研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 李朝弟;大锻件尺寸测量及形状检测技术研究[D];大连理工大学;2010年
3 姜曦楠;三维卡通流水的建模与绘制[D];浙江大学;2010年
4 李博;虚拟毛笔模型的虚拟墨迹与真实墨迹的比对研究[D];昆明理工大学;2010年
5 张振庭;计算机书法创作模拟与渲染研究[D];浙江大学;2011年
6 陈元杰;水下机器人双目立体视觉定位系统研究[D];浙江大学;2011年
7 邓峰;移动机器人双目视觉导航技术研究[D];沈阳大学;2010年
8 田永红;基于非真实感的场景绘制技术的研究与实现[D];电子科技大学;2010年
9 田维真;基于结构光三维视觉理论的三维重建方法研究[D];吉林大学;2011年
10 薛环振;运用机械臂的计算机书法创作系统设计与开发[D];华东师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 高建新,周辛庚;数字图象测量系统灵敏度分析[J];固体力学学报;1997年02期
2 杨关良,陈捷捷;三维信息提取系统研究[J];海军工程大学学报;2003年03期
3 宓晓峰 ,唐敏 ,林建贞 ,董金祥;基于经验的虚拟毛笔模型[J];计算机研究与发展;2003年08期
4 庞云阶,尹丽娜,钟慧湘;计算机控制毛笔绘画系统CCBPS[J];计算机辅助设计与图形学学报;1989年01期
5 王钲旋,庞云阶;一个计算机书法系统CCCS[J];计算机辅助设计与图形学学报;1991年01期
6 于金辉,徐晓刚,彭群生;一个三维计算机水粉笔刷模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年09期
7 于金辉,张积东,丛延奇,于金辉;一个基于骨架的笔刷模型[J];计算机辅助设计与图形学学报;1996年04期
8 丁怀东,郭丽,张幸,王剑昕,秦蔚,伍云飞;信息化电子钢笔书画摸拟系统的研究[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2001年04期
9 王易工,庞云阶;CCC——计算机中国书法系统[J];信息与控制;1986年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 左爱秋,阮晓东,骆涵秀,诸葛良;立体视觉测量系统的三维空间重构[J];机电工程;1999年03期
2 杨锋;刘永才;王恒霖;刘金;;一种新的导弹相对高度测量方法[J];战术导弹技术;2006年01期
3 梁国喜;王丽萍;;一种立体视觉反馈强化训练模型[J];机电工程;2009年08期
4 王凯旋;袁大钧;刘静微;;全息电视技术研究发展综述[J];科技广场;2009年09期
5 胡睿;彭涛;杨易;;立体电视技术的实现及其进展[J];有线电视技术;2010年08期
6 司绍华;马颂德;;基于二次曲线的立体视觉[J];自动化学报;1993年04期
7 许传祥,石青云,程民德;立体视觉方法新进展[J];科学通报;1995年17期
8 封举富,石青云,程民德;基于二次曲线的立体视觉统一方法[J];北京大学学报(自然科学版);1998年Z1期
9 杜欣,赵晓光,徐德,谭民;五自由度立体视觉平台中摄像机的标定[J];计算机工程与应用;2004年20期
10 白杉;子荫;;立体电视技术的发展趋势[J];影像技术;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阎冰;赵占娟;迟洪华;;立体视觉及其影响因素[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
2 曹桂莲;;儿童眼球震颤矫正术的立体视觉研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
3 徐征;刘冲;王立鼎;王跃宗;;实时显微立体成像系统中闪烁问题的分析和解决[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
4 李建阳;王健英;陈宾;;共同性斜视手术前后近立体视觉的临床观察[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
5 李德广;李科杰;高丽丽;;基于多尺度多方向相位匹配的立体视觉方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 胡志萍;欧宗瑛;李云峰;;海上工作平台固定用导管架下水运动参数立体视觉测定[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
7 杨斌;叶榛;王家廞;;虚拟环境中立体视觉的技术与应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
8 雷勇;徐礼钜;张行;;基于立体视觉的冗余度TT—VGT机器人避障规划[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
9 张敏;刘毅;朱建华;;准分子激光上皮瓣下角膜磨镶术治疗屈光参差后的立体视觉[A];2007年贵州省医学会眼科学分会第五届第三次学术年会论文汇编[C];2007年
10 刘向玲;刘爱琴;;影响微小度数斜视立体视觉锐度发育多因素分析[A];中华医学会第十二届全国眼科学术大会论文汇编[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;八种立体视觉技术各有千秋[N];中国电子报;2009年
2 北京武警总队医院眼科 副主任医师 陶海;立体视觉怎么检查[N];家庭医生报;2006年
3 猛犸;《冰川时代3》背后的3D奥秘[N];电脑报;2009年
4 李世莲;儿童斜视要早治[N];健康报;2006年
5 于青;儿童弱视的治疗误区[N];家庭医生报;2006年
6 张璐荣婷;鄂尔多斯市 两只眼中的“立体视”[N];中国文化报;2007年
7 记者 吕择;升级3D电视?且慢[N];北京科技报;2011年
8 王延文;细微之处保健康[N];中国老年报;2004年
9 本报记者 王均珠;重视儿童视力 保障孩子健康成长[N];贵阳日报;2007年
10 杨凡;近视可以预测预防要从小抓起[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁菁汀;立体视觉在实际应用中的若干问题研究[D];浙江大学;2012年
2 单红梅;基于立体视觉汽车轴距左右差检测系统研究[D];吉林大学;2011年
3 刘欢;基于立体视觉的多气囊柔性人体腹部重建研究[D];东华大学;2014年
4 蔡岭;基于立体视觉的目标检测与跟踪[D];上海交通大学;2011年
5 卢阿丽;用于智能车辆自主导航的立体视觉算法研究[D];南京理工大学;2012年
6 陈华华;视觉导航关键技术研究:立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年
7 刘海涛;基于立体视觉的步态识别研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 张超;树木影像特征提取与立体匹配技术研究[D];中国林业科学研究院;2003年
9 杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年
10 王丽萍;立体视觉检测及弱视治疗系统研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余晓菲;Randot立体视检测图对弱视儿童立体视锐度的临床观察[D];浙江大学;2008年
2 方林;立体视觉皮层诱发电位特征提取研究[D];浙江大学;2002年
3 陈白帆;移动机器人立体视觉三维重建系统的研究与开发[D];中南大学;2004年
4 许凌羽;视觉坐标测量机仿真模型的研究[D];青岛大学;2006年
5 庞羽佳;主动式高速目标探测方法的研究[D];天津大学;2004年
6 沙里瓦特;显微立体视觉中的匹配技术研究[D];大连理工大学;2005年
7 刘岗;基于立体视觉的人脸特征定位及重建[D];浙江大学;2005年
8 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
9 宋长波;基于线特征的立体视觉匹配研究[D];武汉大学;2004年
10 余洪山;主动立体视觉关键技术及其应用研究[D];湖南大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026