十二月开发《宝贝涂鸦先生》：意外发现元胞自动机，实现像素加粗处理！

十二月开发成果概述

十二月的大部分时间用于开发专为幼儿设计的极简合作绘图应用《宝贝涂鸦先生》（Mr. Baby Paint），还意外发现基于泛洪填充的元胞自动机，并为位图字体开发像素加粗算法。

为幼儿设计软件：《宝贝涂鸦先生》

十二月成功开发并发布《宝贝涂鸦先生》。开发者三岁的孩子想参与使用电脑，但现有写字板和画图软件对孩子来说挫折多于乐趣，因孩子鼠标操作无章法，常需开发者介入。找不到合适软件，于是开发者决定自己开发。

《宝贝涂鸦先生》需求

最小可行产品是全屏空白画布，无菜单和工具栏，点击拖动鼠标绘图。开发者让孩子坐腿上控制鼠标，自己用左手操作键盘快捷键。为鼓励孩子绘图，每个操作有回报。具体操作包括左键绘图、滚动滚轮撒“沙子”、右键填充。绘图速度快，溅出颜料多。因幼儿鼠标移动快，开发者用 Catmull - Rom 样条曲线连接点创建平滑曲线，沿曲线绘图，对大画笔绘制距离加以限制。

《宝贝涂鸦先生》用户界面

利用不稳定鼠标移动，光标移到屏幕边缘可更改设置：屏幕左侧边缘分 16 个区域控制画笔大小和选择字体；底部边缘分 16 个区域选颜色；顶部边缘分 64 个区域选字符；右侧边缘分两个区域选圆形和方形画笔。

《宝贝涂鸦先生》合作绘图

这是家长和幼儿的合作绘图应用，复杂功能由家长用键盘快捷键激活，幼儿专注绘图。如孩子难按住鼠标左键，家长可按 Alt 键触发绘图功能。其他键盘快捷键包括绘图、填充、撒“沙子”、暂停、保存、擦除、撤销、恢复、闭合线条、选择画笔、更改颜色、打开/关闭菜单等操作。

填充工具与意外发现的元胞自动机

受《马里奥画板》启发，《宝贝涂鸦先生》的泛洪填充实时进行且向左和向右扩展，允许多个填充和绘图操作同时进行。实现此功能时意外发现基于泛洪填充的元胞自动机，在扩展的泛洪填充区域内边缘附近启动新填充，因共享“扩展预算”和扩展上限，新填充扩展快，与旧填充边缘碰撞、融合形成图案，状态半稳定。技术上在单线程 CPU 上计算，虽慢但有趣，朋友阿德尔建议尝试不同填充图案，开发者做了演示。操作说明为点击开始填充，在第一个填充区域内边缘附近开始另一次填充，或点击“自动”按钮，可设计和自定义填充图案，右键点击画布可下载图像。该应用已卖出约 30 份，支持 Mac、Windows 和 Linux 系统，售价 4.99 美元。

像素加粗处理

《宝贝涂鸦先生》有 16 种字体，部分来自老式计算机，开发者也想自制字体。单笔画字体编辑器有位图渲染器，但 1 像素笔画太细，开发者编写十几个实验性像素加粗脚本。尝试多种方法，包括对每个像素采样放置方块、跳跃泛洪算法（JFA）距离场结合不同处理方式等，最终选择方法 4 并在 Aseprite 中手动编辑和清理。该方法对绘图和图像有效，也用在了 Ruusut 宣传材料上。开发者对此满意，有了完整的基于位图的字体处理流程。