云南重彩画人脸肖像生成算法

通过对云南重彩画作画风格的研究,论文提出了云南重彩画人脸肖像生成 算法。首先从云南重彩画绘画作品中学习云南重彩画人脸绘制特点,引入特征比例对云南重 彩画人脸特征进行描述,发现云南重彩画人脸绘制特点,并归纳总结云南重彩画人脸绘制规 律。然后对输入的人脸照片进行轮廓线提取、特征点标定、特征值及特征比例的计算,将特 征比例与云南重彩画人脸特征比例进行比对,发现变形程度并进行变形。最后,根据主观辨 识后的经验值对五官特征的位置进行调整,再进行风格转换处理。运用该算法生成的云南重 彩画风格的人脸肖像,既与原图相似,又符合云南重彩画人脸绘制特点。     

实时绘制3D中国画效果

介绍了一个利用可编程图形硬件对3D山峦模型进行实时水墨效果绘制的系统．首先建立对应于不同层次的一组纹理图像,图像中的笔刷纹理按照手工绘画那样非均匀分布并构成明暗变化的纹理序列．系统在运行,首先检测山峦模型的位置来确定它所在的层,然后根据山峦模型的光照值对相应的纹理进行混合,山峦底部则与背景的云雾图进行混合,以得到最终的具有国画风格的画面．     

计算机辅助生成剪纸形象

首先以手工剪纸动物形象为对象,通过分析其造型分解出构成剪纸的纹样,然后用计算机方法构成这些纹样库,用户在创作时首先构造出剪纸动物形象的轮廓,然后在纹样库中选出适当的纹样嵌入到剪纸轮廓内的指定位置上,文中系统可以广泛应用于装饰图案设计、电子贺卡、广告以及游戏、动画等领域。     

基于可编程流水线的水墨画效果实时绘制

为了提高对三维模型进行实时水墨渲染的效率,同时扩展水墨效果在计算机动画中的应用,利用先进的可编程图形流水线技术,结合多种纹理贴图技术,边缘评估算法,多种图像空间内的后期处理算法,实现了水墨风格生物动画的高效率实时渲染.用户可根据需要对场景和系统进行配置并实时调整视角和缩放.实验结果表明,运算速度能够满足交互系统的实时性需求.     

基于高度梯度图的微结构表面阴影绘制方法

针对带有微结构表面的几何模型建模困难、模型复杂度高,导致现有阴影绘制算法效率差的问题,提出一种基于高度梯度图的阴影实时绘制方法.为实现实时渲染,首先给出一种微结构描述模型,通过将微结构高度场映射到低精度模型表面来描述复杂微结构模型;然后定义微结构高度梯度图,并据此构建可见点的局部最高点集合.在阴影绘制阶段,通过实时计算梯度空间局部最高点集合遮挡来生成细节阴影.整个阴影绘制算法在图像空间完成,较好地利用了延迟着色的思想和GPU并行计算的特点,可呈现可变形物体在动态场景中的自阴影效果.     

中国书画的计算机虚拟绘制概述

综述了中国书画的计算机模拟绘制方法,讨论了中国书画的特点和建模、绘制方面的要求.把绘制方法分为2D,3D毛笔模型以及基于参数化曲线的纯几何图形学方法,对其中的典型算法进行了分析和比较.最后,对今后中国书画的计算机模拟绘制的研究重点进行了展望.     

综合几何信息的实时线绘制算法

以三维网格模型的微分几何信息为依据,结合视点相关和视点无关的线绘制方法,提出一种基于GPU的实时绘制算法.基于视点曲率在图像空间中计算提取视点相关特征线,同时利用风格化纹理和主曲率信息绘制视点无关特征线.根据三维模型信息与预设计的风格化纹理,在像素着色器中对视点相关和视点无关的2类特征信息进行计算,然后结合两者结果得到令人满意的绘制结果.实验结果表明,由于所有计算在图像空间由GPU并行完成,可以高效地提取特征线;采用风格化纹理的设计增加了图像空间风格化绘制的可控性,弥补了图像空间算法的风格化可控性差的缺点.此外,文中算法不仅可以进行实时的风格化线绘制,以该算法为基础还可以进行进一步的艺术仿真,如国画的模拟等.     

计算机辅助绘制工笔人物画效果

工笔画是我国传统绘画艺术,画面工整细致,但物体的渲染费工费时.为此提出一种计算机辅助绘制算法来加速物体渲染并保持工笔画的渲染视觉特征.该算法对工笔人物画的线描画稿图像提取轮廓,通过交互得到绘画人物的脸部、头发、四肢、衣服所在区域.对于脸部,先交互指定简单的辅助线定义明暗特征位置,再根据一个阻尼弹簧扩散模型进行扩散,生成整个区域的明暗变化灰度图;对于四肢和衣服,提出一种自动确定其明暗关系的算法;对于头发,将线描画稿图像的线条细节作为头发的高频分量,然后对高频分量进行高斯模糊,得到头发的低频分量,再将两者融合得到最终的头发渲染效果;对于其他如头饰等小的部位,采用简单交互实现绘制.将采用文中方法得到的渲染结果与人工渲染作品相比较,效果令人满意.     

森林场景的钢笔风格化实时绘制技术*

在大型复杂场景绘制关键技术研究项目中,通过把复杂场景绘制与调度技术,如Slicing、MMI、层次图像缓存和基本布告板等大场景实时加速绘制技术的多层次绘制方法,融合到非真实感绘制技术中,以提高系统面对复杂场景的实时绘制能力。最后实现了对森林等大型场景的钢笔画绘制,借助非真实感绘制技术中基于图像空间的生成方法,利用各种不同大小及形状的笔画实现了艺术化森林场景实时交互绘制。提出了植物多层次钢笔风格化渲染算法。     

基于轮廓线的非真实感绘制技术

从NPR技术的形成和特点出发，详细论述了NPR中轮廓线的检测和绘制技术等问题。轮廓线在NPR中占有重要地位，它的表现不仅关系到NPR最终效果的好坏，而且也是实时绘制中一个提高速度的关键。重点介绍了NPR中流行的和最新的轮廓线检测与绘制技术，并对这些算法和技术进行了分类与分析，总结了其优缺点和适用场景。     

Coherence-enhancing line drawing for color images

Line drawing plays an important role in many image-based non-photorealistic applications. However, most existing approaches use a grayscale edge detector for line extraction, so that only luminance differences between nearby image pixels is taken into account, but the chrominance differences is ignored. This leads to the undesirable consequence that visually significant edges in adjacent regions with different colors of similar luminance cannot be detected. To address this limitation, we present a novel enhanced line drawing method based on a flow-based difference-of-Gaussians （FDoG） filter. Because of an inherent property of the thresholded DoG edge model, captured lines may appear dislodged from the true edges in the image. To this end, we provide a gradient-guided warping technique so that smooth and coherent lines can be extracted in the correct location. The GPU implementation of the proposed algorithms allows real-time performance, and experimental examples with various color images demonstrate the method＇s superior qualitative performance over previous approaches.     

自适应的线条画绘制

目的 基于参考图像的线条画生成是非真实感绘制最为常见的应用之一。尽可能模拟艺术家的创作风格生成疏密得当、具有层次感的线条画是这类工作的主要目标和挑战。本文提出一个自适应线画图绘制算法。方法 首先,将场景图像分割成若干个区域,分别计算每个区域亮度的方差以及每个像素到边界的最小距离,将每个区域的方差和面积的比值作为该区域的复杂度。然后,计算能反映其显著视觉特征的边缘切向流场。最后,使用基于流的各向异性高斯差分滤波生成线条画。在构造边缘切向流时,每个位置的切向量由其邻域的切向量加权而得到。文中增加了一个新的系数项,对于邻域的任意一个位置,如果它和参考位置在区域分类中属同一个类别。则该位置的权值更大。基于流的高斯差分自适应滤波过程中,高斯差分滤波的尺度参数和复杂度以及到区域边界距离有关。细节越丰富,离边界越近,尺度参数取值越小,这样得到的边缘比较细,同时可以防止将相邻小细线条连接成粗线条。然后,将高斯差分滤波结果沿着流线方向进行高斯滤波,对于细节丰富的区域,边缘比较多,尺度参数取值比较小,所连接边缘比较短,可以减少错误边缘可能。结果 对生物、树林、建筑、山河等具有代表性的图像,采用本文算法进行自动实时进行线条绘制,实验结果表明,采用本文算法所生成的线条随着区域场景的复杂程度呈现不同粗细和浓淡的变化,具有一定的层次感。因而本文算法能生成视觉特征鲜明、风格化效果突出的线条画,且能处理各种复杂场景的图像。结论 本文自适应参数的线条画生成算法,其算法参数调节以及算法效果优于固定参数的算法,本文算法在处理日常生活中各类主题场景的图像时均能取得良好效果。     

Example-based painting guided by color features

In this paper, by analyzing and learning the color features of the reference painting with a novel set of measures, an example-based approach is developed to transfer some key color features from the template to the source image. First, color features of a given template painting is analyzed in terms of hue distribution and the overall color tone. These features are then extracted and learned by the algorithm through an optimization scheme. Next, to ensure the spatial coherence of the final result, a segmentation based post processing is performed. Finally, a new color blending model, which avoids the dependence of edge detection and adjustment of inconvenient tune parameters, is developed to provide a flexible control for the accuracy of painting. Experimental results show that the new example-based painting system can produce paintings with specific color features of the template, and it can also be applied to changing color themes of art pieces, designing color styles of paintings/real images, and specific color harmonization.     

线框模型投影图的消隐

不具有表面信息的三维线框模型投影到二维平面上,不能利用现有的立体投影消隐的方法来消除被遮挡线。提出利用包围盒与有向三角形相结合的方法,找出投影图中的相交边,通过投影模型计算距离并判断其相互的遮挡关系。引入遮挡矩阵存储遮挡信息弥补了投影降维后造成的深度信息损失。利用遮挡矩阵更新表示顶点间拓扑关系的连接矩阵,得到不含隐藏线的投影图。实验表明,算法稳定而高效。     

一种快速的多线宽直线反走样算法

对于直线绘制中出现的锯齿现象称为走样,消除走样的方法称为反走样,通过对直线走样产生的原因进行理论上的分析,了现有的反走样技术。通过对经典的DDA直线绘制算法和Wu直线反走样绘制算法的研究,在二者结合的基础上,给出了一种任意宽度和复杂背景色下的直线反走样快速绘制算法：对于直线f（x）=mx+b,0≤m≤1,x轴上每移动一个像素单位,根据直线所需绘制的宽度,在y轴上进行跨度像素着色,填充的色深取决于该像素到对应直线边缘线的距离、原有背景色和当前直线绘制色。对算法进行了去浮点优化,给出了复杂度分析和实验结果。实践证明,该算法有很好的执行效率和反走样效果。     

二维彩色图像的蜡笔画风格实现

提出了一种基于2D图像的蜡笔画风格自动生成算法,通过分析真实蜡笔画纹理的结构特征和艺术特点,抽象出蜡笔画的简单模型,探索地利用了噪声纹理方法,结合图像自身轮廓信息,分别完成了图像色彩区域和轮廓区域的蜡笔画风格渲染,并在YIQ颜色空间运用FLIC算法生成了笔触的走势纹理,使最终产生的结果非常相似于手绘效果,从而实现了计算机辅助生成蜡笔画风格的目的。     

基于参考图像的彩墨画快速渲染法

通过对彩墨画创作过程的模拟,提出一种基于参考图像的彩墨画快速渲染算法,其模拟过程分为铺底模拟和细节刻画两个阶段。在铺底阶段,利用平均曲率流与冲击滤波的组合对图像进行细节简化,并通过对颜色空间的截取和拉伸数字模拟彩墨画的留白特征,同时提供基于PatchMatch算法的颜色学习着色方法;在细节刻画阶段,针对墨水的扩散现象提出一个随机模拟扩散的公式,并给出模拟彩墨画描边手法的边界处理方法,最后进行纸张效果合成。实验结果表明,该算法能够快速地将参考图像渲染成具有彩墨画风格的艺术作品。     

Improved recursive bisection line drawing algorithms

In this paper, we present modifications which reduce the logarithmic space requirements of an existing fractal line drawing algorithm to a constant while increasing its speed. The resulting algorithm is faster than many existing line drawing algorithms, especially when the lines being drawn are at or near horizontal, diagonal and vertical. Furthermore, a detailed error analysis of these algorithms is given.     

Overcoming superstrictness in line drawing interpretation

Presents an algorithm for correcting incorrect line drawings-incorrect projections of a polyhedral scene. Such incorrect drawings arise, e.g., when an image of a polyhedral world is taken, the edges and vertices are extracted, and a drawing is synthesized. Along the way, the true positions of the vertices in the 2D projection are perturbed due to digitization errors and the preprocessing. As most available algorithms for interpreting line drawings are "superstrict," they judge these noisy inputs as incorrect and fail to reconstruct a three-dimensional scene from them. The presented method overcomes this problem by moving the positions of all vertices until a very close correct drawing is found. The closeness criterion is to minimize the sum of squared distances from each vertex in the input drawing to its corrected position. With this tool, any superstrict method for line drawing interpretation is now practical, as it can be applied to the corrected version of the input drawing