流动墨迹速度感知实验研究

研究问题

• 三种流动风格中，测试者对哪种风格的感受一致性最好？
• 三种流动风格中，人们对哪种风格的速度感受更符合事实情况？
• 在不同的扭曲方式下（旋转、镜像），测试者感受到的速度大小/方向有多大差异性？
• 测试者的评价结果相关性如何？
• 测试者评价用的时长对其评价结果有哪些影响？
• 在不同的扭曲方式下（旋转、镜像），对测试结果有何影响？
• 哪个点的速度最接近事实？

实验方法

从张旭作品《古诗四帖》中摘选一个字”丘“作为样本，制作3种不同的流动墨迹效果，并且通过随机的旋转+镜像的方式，对每种效果产生8个扭曲版本。测试者要在目测6个标记点（ABCDEF)的流动速度，通过拖动箭头的方式评估流动方向和速率。

3种墨迹风格

8种显示方向

研究背景

• 书画艺术创作中使用的画笔在虚拟绘制中有至关重要作用。富有表现力的虚拟画笔模型能够反映真实画笔的行为特点,极大增强绘制过程和绘制效果的真实感【 Lei HUANG,Zeng-xuan HOU,You-hang ZHAO,Di-jing ZHANG.数字化书法和绘画中虚拟画笔建模技术研究进展与展望（英文）[J].Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering,2019,20(10):1307-1322.】。在工业产品外观设计领域,虚拟产品装饰在开发过程中起着越来越重要的作用,设计师对带有中国书法元素的虚拟产品表面装饰要求越来越高,然而在实际的虚拟产品表面装饰的过程中,设计师难以通过虚拟绘制系统对书法中笔道的形状及风格进行精准的控制【基于力反馈技术的毛笔笔道仿真[J]. 杨广卿,侯增选,郭超,郑栓柱. 计算机辅助设计与图形学学报. 2016(05)】。

实验数据

• 整理筛选后 《流动墨迹速度感知实验数据》

• 观察数据

  
  

• 画出箭图

  
  

墨迹风格1

墨迹风格2

墨迹风格3

• 通过标准差判断其感受一致性

  
  

速率

方向

• 由图可以看出无论是方向还是速率都是墨迹风格3的标准差小，测试者对风格3的感受一致性最好

• 标准误差

  
  
  速度

方向

• 因此，人们对于风格2的速率感受更符合事实情况，对于风格3的速度感受更符合事实情况

• 7种方向

  
  

用不同的颜色代表不同的扭曲方向

不同扭曲情况下测试的密度图-速率

不同扭曲情况下测试的密度图-方向

• 由图可知，不同扭曲方式下，测试结果分布是较平均的，即测试者感受到的速度大小/方向并无多大差异性

• 测试速度大小分布情况

  
  

散点图

密度分布

• 由相关性矩阵及上图可知，B、C速率（在测试者看来）是负相关的，BD速率是正相关，且相关性最大。

• 测试时长与结果的关系

  
  

时长-误差

由图可见，时长越长，误差有减小的趋势。

显示方向-误差

扭曲方式对误差影响不大

可以看到，点C的误差最小