支持笔交互的数字纸张建模与生成方法研究

摘要

纸张影响着整个人类文明的发展。随着计算机及网络技术的高速发展，人们开始渴望自然地与计算机交互，于是，纸张开始被虚拟为数字纸张在计算机环境中出现。数字纸张既结合了纸张的书写展示特性，又结合了信息技术的便捷与高效。但是，现在的数字纸张忽略了一些纸张的隐性特性-纸张的物理属性，这些特性是最基础的特性，它们影响这墨水的表达效果，是墨水和纸张交互的不可或缺的影响因子。 本文针对如何在计算机环境中体现纸张物理属性的问题开展了研究，提出了支持笔交互的数字纸张，建立了具有物理属性的数字纸张模型，并通过和数字墨水InkML进行交互来体现墨水表达效果，设计了数字纸张生成系统软件演示效果。论文的主要工作如下： 1)建立具有物理属性的数字纸张模型：以数字化的物理纸张属性为控制参数，提出了两个与数字墨水交互表达的数字纸张模型，另提出了记录书写痕迹的纸张彤变模型； 2)提出支持笔交互的数字纸张文件格式标准：以数字墨水InkML格式为基础，提出基于XML的数字纸张标准，能使数字墨水嵌入，记录完整的数字墨水信息，和纸张的数字化属性参数。 3)实现数字墨水与支持笔交互的数字纸张的交互：使用F-Tablet手写板为输入工具，并据此定制数字墨水，使用提出的数字纸张模型进行交互。 4)设计数字纸张生成系统软件：在Visual Studio6.0环境下进行编写数字纸张生成系统，体现不同纸张参数下有不同的交互效果，使用F-Tablet手写板为输入设备，输出符合提出的数字纸张标准的文件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2人机交互

1.2.1人机交互研究的历史与现状

1.2.2自然交互

1.3笔式交互

1.3.1笔式交互的研究现状

1.3.2笔式交互中的“笔”和“墨水”

1.3.3笔式交互中的“纸张”

1.4本文关注问题

1.5论文主要工作及结构安排

第二章支持笔交互的数字纸张建模

2.1物理纸张

2.1.1纸张的历史与前景

2.1.2纸张分析

2.1.3纸张的发展前景

2.1.4支持笔交互的数字纸张

2.2支持笔交互的数字纸张建模

2.2.1数字化物理纸张参数

2.2.2纸墨交互的数字纸张模型

2.2.3纸张形变模型

2.3本章小结

第三章数字纸张与数字墨水交互

3.1数字墨水标准与解析

3.1.1数字墨水标准的发展

3.1.2 InkML格式分析

3.1.3 F—Tablet手写板对数字墨水的定制

3.2纸墨交互效果表达

3.2.1笔迹单元填充模型

3.2.2使用基于DLA模型的数字纸张模型进行手写表达

3.2.3使用基于毛细管模型的数字纸张模型进行手写表达

3.3本章小结

第四章数字纸张标准化

4.1 目前的数字纸张文件的记录和保存问题分析

4.2与数字墨水有机结合的数字纸张标准

4.3数字纸张文件标准化

4.3.1元素介绍

4.4数字纸张文件的实例

4.5本章小结

第五章数字纸张生成系统设计与实现

5.1系统目标

5.2系统结构和主要功能

5.3系统设计

5.3.1总体设计

5.3.2各个模块功能

5.4开发环境及系统运行环境

5.5软件界面及使用

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果