基于遺傳算法的墨擴(kuò)散效果仿真研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)非照片真實(shí)感繪制技術(shù)的研究與發(fā)展，以及中國(guó)傳統(tǒng)水墨畫藝術(shù)的繼承與發(fā)揚(yáng)，中國(guó)水墨畫仿真研究，成為非真實(shí)感和中國(guó)水墨畫藝術(shù)的學(xué)科交匯點(diǎn)，無論在科學(xué)技術(shù)還是在繪畫藝術(shù)層面，都有著深遠(yuǎn)的意義和影響，此外，對(duì)于計(jì)算機(jī)藝術(shù)和數(shù)字藝術(shù)的發(fā)展也有重要的推動(dòng)作用。
　　 墨擴(kuò)散效果作為中國(guó)水墨畫中最重要、最基礎(chǔ)的藝術(shù)效果之一，也是中國(guó)水墨畫仿真中重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文提出一種基于遺傳算法的水墨擴(kuò)散仿真算法模擬水墨的屬性和行為特征，另外，

2、給出了一個(gè)基于紋理合成和高斯分布的宣紙模型，為墨擴(kuò)散效果的模擬提供了一條解決困難的新思方法。
　　 該方法包括兩大部分：仿真目標(biāo)和仿真對(duì)象。前者仔細(xì)觀察和深入分析了擴(kuò)散現(xiàn)象的自然規(guī)律，從物理學(xué)角度分析了一個(gè)典型筆跡的藝術(shù)特征，從而總結(jié)出擴(kuò)散效果具有的典型特征。為本文奠定了理論基礎(chǔ)，并且樹立了仿真目標(biāo)。后者以仿真目標(biāo)為依據(jù)，借鑒傳統(tǒng)的基于物理仿真方法的經(jīng)驗(yàn)，是從水墨擴(kuò)散實(shí)體和過程中抽象出主要屬性和行為，建立仿真模型，最終得到仿真目

3、標(biāo)中的擴(kuò)散效果。
　　 對(duì)象仿真是本文的核心，主要包含三部分：宣紙模型、水墨模型和墨擴(kuò)散模型。紙模型主要任務(wù)是仿真宣紙屬性。宣紙屬性主要分為微觀和宏觀兩方面。微觀方面得用高斯分布模擬了宣紙的纖維結(jié)構(gòu)，它以紙?jiān)獮榛締挝弧：暧^方面，使用Ashikhmin算法合成了結(jié)構(gòu)紋理，并且提取了紋理特征，構(gòu)成水墨運(yùn)動(dòng)的載體。
　　 水墨模型借鑒遺傳算法的相關(guān)概念，完成了水墨形狀和墨色特征的建模。通過邊緣檢測(cè)算子完成形狀提取，使用二進(jìn)制

4、基因編碼完成墨色建模。
　　 墨擴(kuò)散模型以遺傳算法相關(guān)概念為基礎(chǔ)，充分考慮墨擴(kuò)散的由內(nèi)向外，由濃到淡，層層擴(kuò)散的擴(kuò)散特點(diǎn)，建立了一套水墨擴(kuò)散機(jī)制。通過建立多級(jí)明考夫斯基距離-變異率映射表，來控制基因變異過程的細(xì)膩程度。通過GA個(gè)體的隨機(jī)基因變異，產(chǎn)生新個(gè)體的過程模擬水墨在宣紙上擴(kuò)散的過程。
　　 本文不同于傳統(tǒng)完全基于物理建模的方法，只對(duì)墨和紙等主要繪畫工具作為仿真對(duì)象。但是，同時(shí)又是對(duì)過程的仿真，而不僅僅是對(duì)表層效果的