绘制具大量相似构图的图像建构系统及其方法技术方案

一种图像建构方法，用以绘制一具大量相似构图的复杂图像，包含下列步骤：　　　　（ａ）一使用者输入一构图模型（ｐａｔｔｅｒｎ）、一基准线（ｂａｓｅ　　ｌｉｎｅ）和一标的线段于一第一位置、第二位置和一第三位置上，该构图模型、该基准线和该标的线段分别具有一第一、第二、第三尺寸和一第一、第二、第三方位角；　　　　（ｂ）提供一分析步骤，依据该构图模型和该基准线的等位置、尺寸和方位角，分析出该构图模型和该基准线的一相对关系；　　　　（ｃ）提供一迭代复制步骤，以该构图模型和该基准线的相对关系为基准，根据该标的线段的第二位置、尺寸和方位角，将该构图模型作一第一比例的缩放与移动以产生一第一复本在一第四位置上，致使该第一复本和该标的线段符合该构图模型和该基准线的相对关系；以及　　　　（ｄ）显示定位于该第四位置上的该第一复本为第一图像，供用户查看。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像建构系统及其方法，特别是涉及一种通过对象的模拟法则和迭代复制原理以绘制出复杂的大量相似构图的图像建构系统及其方法。
技术介绍
过去在绘制复杂的构图，多使用手工逐笔绘制，或是通过各式各样的绘图软件绘制，如AutoCAD、Flash、PhotoShop、Illustrator、CorelDraw等等，上述绘图软件各具有特殊的绘图特性，因此可以适用在各自的特殊领域。而对于某些特殊且复杂的几何图形，如碎片形(Fractal)等具大量相似构图的布局，若是通过前述绘图软件绘制，则因必须先花费长时间计算出各线段间精确的相对位置、长度、角度等等方能绘制，此外亦可以使用MatLab、Mathematica、GSP(The Geometer’s Sketchpad，动态几何绘图板)以录制建立数学模型或是撰写程序方式来呈现，然而对于不是属于数学或信息专业领域的人士而言，操作的门槛极高，难以运用。目前碎片形几何(Fractal Geometry)可以为人们提供一个方法来描述、分析大自然中的复杂图案。自然界中的碎片形，如地上的花、草、树木、山、岩、海浪、河流、海岸线，天空中的星、云、闪电、雪花，细菌的成长、晶体的成长、血管的形状等等，都可以用碎片形描述其基本结构。碎片形(Fractals)、浑沌(Chaos)与动态系统(Dynamic)皆具有相当的关联，且碎片形在复杂系统、图形学、基因、信息运用上都扮演相当重要的地位。一般碎片形的特性主要有以下三项(1)具自我相似性(Self-Similarity)；(2)处处不可微分；以及(3)为非整数维数。而所谓自我相似的就是图案的局部结构与整体结构相似，而相似结构包含长、宽、方位及转换(Transformation)的差异，而一般平面几何中线、面、体的维度为都是整数，但碎片形则为非整数维度。Mandelbrot被公认为碎片形几何之父，虽然在他的前有许多古典数学及数学家提出许多碎片形的案例，如Georg Cantor(1872)，Giuseppe Peano(1890)，David Hilbert(1891)，Helge von Koch(1904)等等，这些结果在当代仅用来呈现几何图形的巧妙及一些数学的基本性质。而Mandelbrot则发展为一个新的几何学，并且将前辈们的碎片形构图与大自然中的形状特质做一关联比较。同时更进一步的发展碎片形的描述语言。近代Chomsky，就是配合ALGOL-60的特性，采用正规语法及BNF(Backus-Naur Form)语法来描述碎片形。公元1968年生物学家Aristid Lindemmayer首先发表述碎片形产生系统L-system，又可称为(平行)覆写系统(Parallel Rewriting Systems)，这是他为了描述植物的型态与生长过程，所发展出来的一套符号语言(Formal language)因此被认为是植物生长的数学理论。Iterated Function System(迭代函数系统，IFS)为碎片形设计的另一种方法，它由简单的构图开始，经过几回合的一系列的转换(或称为几何变换)，而每一个转换的建立系由一个机率来评估是否激活。此一运用非常广泛，一些非碎片形的构图亦可使用此一方式设计。因此，过去的一些研究包含碎片形的特点、碎片形的产生方法、碎片形的度量、碎片形压缩及碎片形的艺术。碎片形的产生过程可以看成是一种自我相似的迭代作用，碎片形设计先要定义成长的规则，依据规则，将新对象平移、缩小放大，旋转，倾斜，安置于特定的位置。碎片形成长的过程需要繁复而大量的计算，不同的碎片形必须运用不同的程序设计、语法或特殊的软件来驱动，一般使用者无法自己设计，因此仍难以普及给大众广泛应用。纵上所述，由于在习知技术与理论应用在复杂图像绘制与创作的领域中仍具有缺失，因此专利技术人有鉴于上述习知技术的缺失而专利技术出本专利技术出“”，提供一种简易的图像建构技术，利用迭代复制原理，以将简单单纯的基本构图转化为具有大量相似构图的复杂图像。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，以提升绘制复杂构图的能力，让使用者仅提供基本的构图模型和标的线段，使用手工的方式，就可设计出如碎片形或是其它具大量规则性相似构图的复杂图像，以达到普及化的目的。本专利技术的另一目的在于提供一种，其将构图模型直接当作图像产生的规则，先定位出构图模型和基准线的相对关系，再运用迭代复制的原理，在标的线段上复制出具有相同关系的复本，且该复本与该构图模型具有相似、模拟关系，经过多次复制后即可产生为具有大量相似构图的图像。本专利技术的又一目的为提供一种图像建构方法，用以绘制一具大量相似构图的复杂图像，其系包含有下列步骤(a)由一使用者输入一构图模型(pattern)、一基准线(base line)和一标的线段于一第一位置、第二位置和一第三位置上，该构图模型、该基准线和该标的线段分别具有一第一、第二、第三尺寸和一第一、第二、第三方位角；(b)提供一分析步骤，依据该构图模型和该基准线的该等位置、尺寸和方位角，分析出该构图模型和该基准线的一相对关系；(c)提供一迭代复制步骤，以该构图模型和该基准线的相对关系基准，根据该标的线段的第二位置、尺寸和方位角，将该构图模型作一第一比例的缩放与移动以产生一第一复本在一第四位置上，致使该第一复本和该标的线段符合该构图模型和该基准线的相对关系；以及(d)显示定位于该第四位置上的该第一复本为一第一图像，供用户查看。根据上述构想，该构图模型具有至少一第一直线段或是一任意对象，该基准线是一直线，且该标的线段还可以具有多个不同方向、不同尺寸的线段，至于该第一复本因应所述相对关系而具有至少一第二直线段。该相对关系是一位置、尺寸和方位角的相对关系。根据上述构想，还包含下列步骤(e)检测定位出该至少一第二直线段所在的一至少一第五位置、尺寸和方位角；(f)依照该构图模型与该基准线的相对关系基准，将该至少一第二线段视为一至少一新的标的线段，而根据该第二线段的该第五位置、尺寸、方位角，将该构图模型作一至少一第二比例的缩放移动而生成一至少一第二复本在一至少一第六位置上，致使该第二复本和该二直线段符合该构图模型和该基准线的相对关系；以及(g)显示出定位在该至少一第六位置上的该至少一第二复本为一第二图像并供用户查看。根据上述构想，该至少一第二直线段是一迭代线，用以在一下次迭代复制时所使用的标的线段，该等位置、尺寸和方位角系通过一检测单元所检测，且该第一复本和该第二复本所使用的构图模型可任意更换。根据上述构想，还包含一步骤(h)通过重复该步骤(e)和该步骤(f)以前次迭代复制所产生图像中的复数直线为复数个迭代线，经多次迭代复制后以产生不同的图像，其中该步骤(h)中还可依照该使用者的指示，分别设定该等迭代线中的其中任意数量的迭代线是否在该下次迭代复制过程时进行迭代复制或是间隔迭代复制的次数以产生一具有时序落差的图像、或是分别对该等复本或图像进行属性设定以便进阶处理。根据上述构想，而该属性设定可以是对该等复本或图像进行镜射、翻转等转换(transformation)模式以产生一具有变换相似构图的图像或是色调的调整，该转换模式系利用一线性代数的几何变换计算以产生该具有变换相似构图的图像。根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明璋，
申请(专利权)人：陈明璋，
类型：发明
国别省市：