基于纹理合成的水墨山水画自动绘制

通过分析中国山水画的一般创作技法,提出了基于纹理合成的水墨山水画绘制方法.将一幅图像作为控制图像,用于控制要绘制的区域轮廓和明暗色调;采集画家的手稿作为样本图像,通过纹理合成绘制出国画绘画中的各种皴、染笔触;在传统的纹理合成方法上,提出了一种目标控制的多级纹理合成算法,该算法能利用控制图像有效地控制纹理合成的结果.从而可以将一幅数字照片或简单的手绘图自动地转换成各种中国水墨画效果的图像.仿真结果证明了该方法对于各种山水画的绘制具有良好的效果.     

利用GPU实时绘制水墨画效果

系统可实时绘制中国山水画中常见的物体并生成视频输出，它包括5个模块：多通道技术和新型国画山光照模型的山峦绘制模块、基于位移映射的云层模拟、基于纹理运动的瀑布绘制模块、基于广告牌技术的树木绘制模块和实时视频输出模块．前面4个模块利用GPU可编程特性控制其流水线，对任意三维场景，可实时绘制水墨画效果；用户可根据需要对系统中的各个绘制模块进行配置并实时漫游．     

基于对抗生成网络的中国山水画自动生成模型

中国山水画是以山川自然景观为主要描写对象的画,它是中国画的重要画科。当前深度学习模型在图像分类、对象识别、图像风格转换和图像生成等领域都取得了巨大的成功。提出一个基于深度对抗生成网络的中国山水画自动生成模型,以网络上公开的中国山水画图像为训练集,设计适当深度的网络和损失函数,通过生成器和判别器的对抗训练,得到图像生成器。通过与真实的山水画进行比较,本模型能够生成具有接近中国山水画风格的图像。     

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．     

混合漫游系统

提出一种新颖的场景绘制方法,首先对图像进行处理,用交互的方法区分场景的背景和前景;然后分别建立背景和前景的3D几何模型,采用一种分片绘制的策略,进一步提高了绘制质量．通过将动态网格叠加到几何模型中,在静态图像中产生动态纹理,丰富场景内容,从而建立了一种混合场景表示,实现逼真的场景实时漫游．实验证明,该算法具有较好的普适性,可以处理包含灭点或灭线的不同类型照片、绘画和全景图．     

真实图像转换的水墨图像绘制模拟

目的：中国水墨风格模拟是非真实感图像模拟的重要研究课题,现有的模拟算法对于边缘绘制的连贯性不足、颜色汇聚不平滑,导致效果生硬、色彩表现力不强。为此本文提出一种真实图像转换的方法来对图像进行水墨风格化处理。方法：首先利用改进的基于流的高斯差分滤波来生成边缘轮廓;接着运用了各向异性Kuwahara滤波实现了墨色的汇聚以及自然过渡;最后引入Perlin噪声模拟背景宣纸的褶皱感。结果：实验表明,本文方法能够实现真实图像输入到水墨画风格图像输出的转换,处理速度快。结论：本文提出一种真实图像转换的水墨图像风格化处理方法,实验结果表明,该方法可以在不破坏原图像结构的基础上获得很好的水墨模拟效果。     

禅意怀斯

佛曰：＂一花一世界,一木一浮生,一草一天堂,一叶一如来……＂安德鲁·怀斯的绘画为我们展示了＂禅意＂的艺术境界,文章通过＂平常心是道＂＂挑水砍柴无非妙道＂＂看山是山,看水是水。看山不是山,看水不是水。看山还是山,看水还是水＂三个方面的分析,使我们更深层理解＂禅意怀斯＂。     

基于参数空间的混合多分辨率绘制

根据点和多边形在表示和绘制物体上各自不同的特点,提出了一种有效绘制细节高度复杂物体的多分辨率方法.3D表面被映射到参数平面,经规则采样成为几何图像,P-Quadtrees是基于几何图像建立的四叉树多分辨率层次结构.通过对四叉树的遍历,面向视点的表面用较大多边形面片绘制,光照细节通过法向映射完成;轮廓部分通过视点相关的LOD(level of detail)控制进行细化,使用点来绘制物体复杂精细的轮廓.通过此方法,细节复杂模型的绘制不仅可以被硬件加速,而且无论在表面还是在轮廓部分都能获得很好的视觉效果.     

水墨画计算审美评估

近几年计算审美已成为一个活跃的研究方向,但现有工作主要以照片和油画作为研究对象.水墨画以水墨为主,以颜色为辅来表现物体,因而在视觉特征上与照片和油画有显著不同.提出一个水墨画的计算审美评估框架.该框架首先提取水墨画中的颜色、构图和纹理特征,然后用著名画家齐白石的60幅国画作品进行验证.具体先对这些作品进行人工审美评分,然后将计算的特征变量和人工审美评估数据回归得到一个计算审美评估模型.实验结果表明,该模型计算审美评估结果与人工审美评估结果之间的皮尔森相关系数达到0.949.该工作为水墨画作品审美评估提供了一个参考框架,而且有助于进一步探索人类审美与从水墨画中提取可计算视觉特征之间的关系.     

试论山水画题诗的内容及审美特征

中国的山水画题诗源远流长,内涵丰富,美学价值高,覆盖面广,现实意义深刻,影响力大。而且诗画一体,独具艺术特色。本文从山水画题诗的内容及其审美特征二个方面进行了初步探索,以领略其思想的深刻性和"诗中有画,画中有诗"的审美形式及情趣。     

Video-based running water animation in Chinese painting style

This paper presents a novel algorithm for synthesizing animations of running water,such as water-falls and rivers,in the style of Chinese paintings,for applications such as cartoon making. All video frames are first registered in a common coordinate system,simultaneously segmenting the water from background and computing optical flow of the water. Taking artists’ advice into account,we produce a painting structure to guide painting of brush strokes. Flow lines are placed in the water following an analysis of variance of optical flow,to cause strokes to be drawn where the water is flowing smoothly,rather than in turbulent areas: this allows a few moving strokes to depict the trends of the water flows. A variety of brush strokes is then drawn using a template determined from real Chinese paintings. The novel contributions of this paper are:a method for painting structure generation for flows in videos,and a method for stroke placement,with the necessary temporal coherence.     

基于像素光照计算的硬件加速技术

给出了基于像素光照计算的原理和硬件体系结构;提出了一种基于像素光照计算的设计分析方法及相应的光照计算参数的纹理表示模型;通过凹凸纹理的实时绘制,给出了不同硬件加速模式下的实现结果.     

A scalable high-performance graphics processor: GVIP

The GVIP (geometric and TV image processor) graphics processor, which creates and synthesizes computer graphics and TV images and meets the requirements of multi-media systems, is described. The hardware modules that make up this graphics processor include: a 32-bit embedded RISC processor, a Phong and Gouraud shading processor, a texture mapping processor, a hidden surface removal processor, an HDTV video image processor, a BitBlt processor, an imageprocessing module, and an outline font fill generator. These hardware modules fabricated using 0.8 m CMOS standard cells have been placed in three integrated circuit chips. The total number of gates used for one set of chips is approximately 350000.     

论山水画美学

绘画的哲学层次,道与天地的概念,贯穿在整个山水画美学之中。我们知道水的灵动,山的厚重,山水相联,又相互映衬而构成一幅幅出色的山水画。中国的山水画强调山与水的交融,凸显和谐之美。本文通过对山水树木,云天湖泊与时间和空间的特殊画面结构将大自然的这三个世界联结在一起的,提出山水画美学观。     

基于CGAN的中国山水画布局可调的仿真生成方法

以往的山水画计算机仿真由于未从山水画整体布局的角度进行研究,难以实现完整的画作生成.针对上述问题,文中提出布局引导、可实现完整画作生成的中国山水画仿真方法.基于山水画的绘制特点设计可行的布局标签图结构,用于表达山水画的构图形态和要素.借鉴条件生成对抗网络(CGAN)的思想,针对山水画的布局和笔触特点,设计并训练多尺度特征融合的网络结构(MSFF-CGAN),实现布局标签图到仿真山水画这一异质生成过程.同时针对网络训练过程中布局标签图数据稀缺的问题,采用语义关联的颜色像素聚类算法快速生成标签图.为了提高生成图的艺术真实感,引入MemNet超分辨网络增强生成图的纹理细节.实验表明,文中方法生成的仿真山水画具有较好的完整性和艺术真实感,不仅可以应对简单的手绘涂鸦式草图,还可以通过在布局空间的编辑操作,达到对画作空间进行编辑的效果.     

三维地形场景的真实感绘制

三维地形场景的真实感绘制追求的两个目标是绘制的逼真度和绘制的实时性,需要在不明显降低图像质量的条件下保持较高的交互帧速率。为了满足实时性的需求,采用连续LOD算法和其它技术来加速地形绘制：为了满足逼真度的需求,采用SAR图像进行纹理映射,采用光照映射实现场景照明和明暗处理。     

Previewing techniques in raster graphics

The long processing times inherent in the use of raster graphics techniques for the shading of complex scenes, complicate the design and debugging of a picture. The efficiency of the picture-generating process can, however, be improved by adding several interactive facilities to the system. In particular, fast previewing techniques are valuable for checking the modeling and for getting a good impression in an early stage of the picture-definition process. A discussion of raster graphics system design is followed by examples of fast pre-viewing techniques for the shading and texture mapping of surface models and for the shading of solid models using a raycasting technique.     

国画的艺术目标分割及深度学习与分类

目的 现有对艺术画进行分类的文献大多对整幅画作直接进行特征提取,但任何图像内容特征的可适应性都存在一定的局限性。画家画不同艺术目标的笔锋和艺术处理往往是不同的,如果不考虑每个笔锋所产生的条件而一味地分析笔锋的走向和力度分布等将会是很盲目的。为此提出一种基于艺术目标的中国画分类算法。方法 首先,基于简单线性迭代聚类算法根据像素间颜色和位置的相差程度来生成超像素;其次,提出针对艺术目标的最大相似度区域合并算法交互式地进行艺术目标分割,将国画分割成一系列的艺术目标,如马、人物等,以提取画家用来表现艺术形式和抒发情感的相对稳定单元;然后利用深度卷积神经网络（O-CNN）来描述这些艺术目标的高级语义特征;最后,引入支持向量机对每幅中国画内的各种艺术目标的分类结果进行最后的融合与分类。结果 本文针对艺术目标进行国画的学习和分类,实现了对样本库中10位画家中国画的识别,平均准确率为89%。实验结果表明,本文算法在平均查全率和查准率上优于现有的MHMM （The 2D multi-resolution hidden Markov model）和Fusion等方法。结论 本文的成果可用于中国画的数字化分析、管理、理解和识别,为中国画传承和鉴赏提供有效的数字工具。     

A Modeling and Rendering Method for Snow by Using Metaballs

The display of natural scenes such as mountains, trees, the earth as viewed from space, the sea, and waves have been attempted. Here a method to realistically display snow is proposed. In order to achieve this, two important elements have to be considered, namely the shape and shading model of snow, based on the physical phenomenon. In this paper, a method for displaying snow fallen onto objects, including curved surfaces and snow scattered by objects, such as skis, is proposed. Snow should be treated as particles with a density distribution since it consists of water particles, ice particles, and air molecules. In order to express the material property of snow, the phase functions of the particles must be taken into account, and it is well-known that the color of snow is white because of the multiple scattering of light. This paper describes a calculation method for light scattering due to snow particles taking into account both multiple scattering and sky light, and the modeling of snow.     

功率监控图形系统中自适应着色处理

提出一种在功率监控计算机图形系统中的自适应着色处理方案。为了对功率和消耗之间进行权衡,提出三维实时图形渲染功率监控中的两个关键理论：AGR和HVP。讨论了功率节省方法以及图像质量评价方法,提出了在满足质量要求的前提下,得到最大功率节省的现实控制标准。介绍几种着色处理中的重构算法,而自适应着色处理是从这些可选算法中得到一种适当的着色算法。通过仿真实验结果表明,文中设计的自适应着色处理能够极大地节约功耗。