支持筆互動的數字紙張生成與墨水錶達

《支持筆互動的數字紙張生成與墨水錶達》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由吳仲城擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：支持筆互動的數字紙張生成與墨水錶達
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳仲城
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

紙張在人類文明傳承、思想表達和學習交流等方面一直發揮重要作用，目前計算機環境中的紙張界面只能實現對手寫筆尖位置信息的感知，筆紙互動還停留在手寫輸入和滑鼠點擊層次上。本研究在前一基金基於力的手寫信息獲取與解釋工作基礎上，提出基於傳統紙張的物理屬性，研究物理紙張與筆互動過程中墨水滲透動力學模型；採用結構化描述和有限元方法設計具有紋理、硬度等物理屬性的新型數位化紙張，實現對手寫全信息，尤其是力矢量信息的感知能力；藉助數字墨水技術，採用毛細管和分子擴散模型研究手寫數字墨水在計算機環境中的自然表達方法。所提出的數字紙張，是紙張在數字時代的升級，不僅使計算機環境中簽名、書法、繪畫等手寫輸入與真實筆紙互動有相似效果，達到人機互動的自然性，而且將為電子簽名、數字水印等信息安全技術提供新的思路，為實現無紙化提供技術支撐，在辦公自動化、電子商務、電子政務等方面有重要的套用價值。

結題摘要

本項目在對傳統紙張屬性分析基礎上，針對現有計算機環境中的“紙張”界面所存在的信息獲取和自然表達方面存在的問題，對現實世界物理紙張的結構模型和墨水滲透動力學模型進行深入的理論分析和模型建立基礎上，提出和設計了一種具有物理屬性的新型數位化紙張以及一種自然的數字墨水錶達方法，特別是初步建立數位化紙張規範，為數字環境下“紙張”的設計提供了參考規範。本項目提出的數字紙張，採用結構化描述和有限元方法設計，能夠具有傳統紙張所具有的紋理、硬度、吸收率等物理屬性，特別能夠實現對書寫互動過程中手寫全信息的獲取，尤其是力矢量信息的感知能力；同時，本項目通過設計數字墨水結構，並採用毛細管和分子擴散模型來建立墨水滲透過程，實現手寫數字墨水在計算機環境中的自然表達方法。本項目設計的數字紙張和數字墨水錶達方法，實現“紙張”在數字時代的升級，使得在計算機環境中簽名、書法、繪畫等手寫輸入與真實筆紙互動有相似效果，達到人機互動的自然性。此外，本項目對電子簽名、數字水印等信息安全內容進行了分析和探討，其提出的新思路，將為實現“無紙化”提供技術支撐，在辦公自動化、電子商務、電子政務等方面有重要的套用價值。項目組超額完成了原契約計畫內容，相關研究成果發表論文8篇，其中SCI、EI收錄7篇，授權發明專利1項，申請公開發明專利5項，軟體著作權6項。本項目培養博士研究生5名和碩士研究生2名。