一种基于笔刷的非真实感绘制算法的研究

非真实感绘制是计算机图形学的一个分支,基于笔刷的非真实感绘制是非真实感绘制的重要内容.给出一种基于笔刷的多重非真实感绘制算法.算法运用源图像灰度图像的颜色梯度法线方向作为笔刷的方向,以颜色空间距离来控制笔刷的绘制.实验结果表明,对于给定的输入图像,该算法能够有效地生成具有油画艺术风格的图像.     

基于图像的流体型风格画仿真研究

为了模拟艺术家的流体型风格绘画,提出了一种新的流体型风格化图像绘制算法。提取图像中的流体信息,通过随机扰动生成纹理参考图,再运用小波技术的融合方法,使得输出图像具有流体效果,最后采用色彩转换的方法,将颜色参考图中的色彩特征转换到绘制图像上。实验结果表明,该算法自动化程度高,复杂度低,渲染效果更接近于流体型风格绘画。     

一种流体艺术风格的自适应LIC绘制方法

把LIC算法应用到非真实感绘制中,提出一种自适应流体艺术图的LIC绘制方法.对源图像亮度分量计算切矢量场,然后对其进行增强、平滑处理获得结构矢量场;通过随机扰动源图像获得纹理参考图像;根据结构矢量场和纹理参考图像的局部特征产生可变的LIC积分步长和步数,自适应地处理纹理参考图像;最后对绘制效果进行颜色渲染,生成具有丰富颜色特征的流体艺术图.实验表明,该方法能够较好地模拟诸如梵高画的流体艺术风格,呈现生动、灵活的波动感.     

基于多尺度笔刷的分层油画风格化

基于图像的油画风格化绘制是计算机图形学领域非真实感绘制研究的热点之一.为了进一步提高图像油画风格化的质量,提出了一种基于多尺度笔刷的分层图像油画风格化绘制算法.该算法模拟艺术家的油画绘制过程,采用不同尺度的笔刷按照从粗到细的顺序逐层绘制.在每层笔刷绘制中,首先使用增量Voronoi序列采样点和图像切线方向场确定笔刷流线,然后结合笔刷形状与笔刷高度场进行纹理贴图,得到最终的图像油画风格化绘制结果.通过与现有算法比较,文中算法不仅能模拟真实的油画绘制过程,而且生成的油画效果层次感更强,充分体现了图像的结构特征和油画细节.     

重要度引导的抽象艺术风格绘制

针对非真实感抽象绘制技术中可能存在的抽象程度整体趋于一致、缺少色彩层叠感的问题,提出一种自动的、基于图像重要度的抽象艺术风格绘制方法.首先通过梯度和显著度加权计算得到图像的重要度,并将该重要度引入抽象艺术风格绘制;在绘制过程中,为了保留图像的局部结构和方向特征,采用各向异性滤波平滑结构张量场,并沿张量场局部曲线方向进行积分卷积计算;最后采用改进的局部光照明Phong模型对抽象结果进行渲染,有效地突出不同光照条件下的艺术表现力,增强了艺术效果的色彩层叠感.实验结果表明,该方法能对图像局部区域进行不同程度的抽象,更好地保留图像中的局部细节和结构特征,更加符合格式塔理论,并可以产生具有色彩层叠感的抽象艺术效果.     

粉笔画艺术风格模拟

目的 对不同艺术风格的模拟和绘制是非真实感绘制技术的主要任务之一,目前非真实感绘制技术已对油画、水彩画、中国书法等国内外艺术风格进行了模拟,然而对粉笔化艺术风格的模拟方法并不多见。本文提出了一种基于滤波扩散和线积分卷积（LIC）的粉笔画艺术风格绘制技术。方法 首先输入2维目标图像,通过对目标图像二值化处理、边缘提取操作,获得连续、光滑的边缘信息,并采用滤波扩散技术对边缘图像进行扩散处理,模拟粉笔画中笔划的毛糙效果,同时通过采用图像增强方法增强了笔划的细节信息;其次,由于真实粉笔画在创作时,粉笔颜料黏附在图像局部区域,形成具有方向的笔刷纹理效果,算法通过在目标图像中添加白噪声,基于线积分卷积LIC产生具有方向的粉笔画笔刷纹理,并通过形态学膨胀处理获得粉笔画的笔划纹理,模拟出粉笔画中笔划的笔触特征。再次,真实的粉笔画艺术效果往往在黑板、木材等材质中创作,算法将产生的笔刷纹理图像、色彩信息以及边缘图像通过图层映射方法,映射到黑板材质等输入背景图像中,产生最终的粉笔画艺术效果图像。结果 通过对输入2维图像进行实验,模拟出具有粉笔画艺术效果的结果图像,突出了粉笔画的线条细节信息和笔划艺术特征。结论 提出了一种粉笔画艺术效果模拟算法,非真实感绘制领域的有效补充,算法简单有效,能模拟出真实的粉笔画艺术效果,增强了艺术表现力。     

一种基于NPR的虚拟环境生成方法

非真实感绘制(NPR)为传统虚拟现实技术的使用开辟了新的空间。针对传统基于图像的绘制无法满足艺术风格虚拟环境需要的问题,通过将非真实感绘制技术引入虚拟场景构建中,提出了一种基于非真实感绘制的虚拟环境生成方法。该方法首先通过计算结构张量刻画图像局部结构,并采用全变分偏微分方程自适应滤波处理来得到平滑张量场;然后在此基础上采用线积分卷积指导画笔走向来模拟生成线条波动感艺术图像;最后将其融入3维场景来生成可漫游的艺术感虚拟环境。实验结果表明,采用该新算法不仅可以较好地模拟线条波动感艺术图像,而且可实现艺术风格虚拟环境的构建。     

图形色彩浓淡模拟技术

虽然VGA提供了262144种不同颜色,但在640×480×16模式下用户仅能使用16种颜色,而且这16种颜色中还有几种是同色不同灰度的。要想利用这为数不多的颜色来绘制高质量的图形和图像,如模拟物体被光线照射时的光照效果,模拟自然界的色彩变化等是很困难的,即使能够实现也是极不自然和缺乏真实感的。色彩浓淡模拟技术为我们提供了在较少的颜色环境下模拟出丰富色彩的可能性。通过对色彩浓淡的模拟可以把一种颜色扩展成十种明暗度不同的颜色,从而将VGA的16种颜色分成154种不同浓淡的色彩,这样我们绘制图形时就有了较多色彩可选用。     

真实感火焰模拟

针对火焰的计算机模拟难以实现真实感和实时性的问题,提出一种基于物理模型与图形处理器(GPU)通用计算相结合的火焰模拟方法.该方法首先采用半拉格朗日法求解流体方程,运用基于3D纹理的体绘制对火焰进行三维渲染.然后,根据光照和密度场将光谱转换成颜色分布来模拟火焰颜色,并在GPU上加速实现,使得真实感和实时性之间达到了平衡.     

基于视觉重要性的图像油画风格化绘制算法

为了将真实图像转换为油画风格,提出一种油画风格化绘制的算法.首先根据油画绘制特点,结合改进的双边滤波与数学形态学操作来建立金字塔结构的多层参考图像序列;然后提出基于视觉重要性图的笔画布置算法.通过使用人脸、视觉焦点检测等方法来检测重要性区域,并根据这些区域信息进行画笔绘制的起点、方向计算精度改进和对图像纹理边界做加强约束,达到了油画内容主次分明的效果.实验结果表明,采用文中算法能够达到较好的视觉效果.