對山石類3D模型的國畫風格渲染.pdf

1、如何利用計算機模擬中國畫效果是計算機藝術領域一個富有挑戰(zhàn)性的課題，并且在商業(yè)、藝術、娛樂等方面有著廣泛的應用前景。目前計算機圖形學在非真實感渲染領域?qū)τ诳ㄍ?、油畫等繪制手法的模擬已經(jīng)有了較為成熟的體系，而對于中國國畫的仿真模擬，還沒有非常高效的算法實現(xiàn)?？v觀目前已有的研究成果，對于國畫風格的計算機仿真，多數(shù)基于模擬流體或粒子運動方式來實現(xiàn)。但是此類解決方案由算法復雜而導致計算量相當大，對于實時性要求較高的場合，其較慢的運算速度有相當大的

2、制約。因此在保持較好的畫面效果的同時，如何簡化算法從而提高運算速度將是一個極有意義和前景的研究領域。 有鑒于此，本文提出了一種用軟件進行實時渲染的新思路，可以較為快速的實現(xiàn)對山石等地形模型進行國畫風格渲染。受到傳統(tǒng)水墨山水畫繪制技法的啟發(fā)，我們提出了以紋理合成為基礎的山水畫系統(tǒng)仿真繪制算法。這種算法將整個仿真水墨畫繪制過程分為兩個部分：描繪邊緣線部分以及內(nèi)部上色部分。在描繪邊緣線部分，我們首先對三維模型進行邊緣檢測，實時地找出三

3、維模型的輪廓線，然后用細而平滑的筆觸描繪出邊緣線條，再利用筆畫連接機制將這些線條連接起來，使之從整體上勾勒出具有國畫風格視覺山石模型。在接下來的內(nèi)部著色部分，勾勒出山石輪廓后,再用紋理合成方式對輪廓內(nèi)部加以渲染填充。當然我們也可以使用預先繪制好的紋理圖片，將其與底色和輪廓線圖片進行疊加處理，這樣也可以得到比較理想的效果在分析國畫繪畫藝術效果的基礎上，實驗結果顯示，該算法取得了較為理想的效果。 本文的研究重點及主要成果有：

4、 1．通過對于已知的國畫仿真模擬技術的研究和對比，在吸取其中優(yōu)點的基礎上，提出了一種以軟件方法實現(xiàn)效果模擬的新思路，這種方法雖然犧牲了部分繪制效果，但換取了更高的執(zhí)行效率和速度，并且與硬件繪圖設備無關，因而具有良好的可移植性。 2．設計了一套新的算法，包括了對三維模型的邊界檢測和輪廓提取，邊緣線條的描繪，國畫筆刷的模擬以及光照模型等等方面。該算法具有簡單有效，可行性高的特點，能夠比較好的模擬中國國畫的繪畫風格和意境。 3