基于圖像空間的三維動(dòng)畫(huà)線(xiàn)繪制方法研究.pdf

1、近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，非真實(shí)感渲染技術(shù)(NPR)已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而線(xiàn)繪制則是其中的一種最簡(jiǎn)潔有效的表達(dá)方法，能夠用最少的視覺(jué)抽象表達(dá)出盡可能多的信息，同時(shí)也是其他風(fēng)格化處理方式的基礎(chǔ)，可以與其他方法結(jié)合用于不同類(lèi)型的風(fēng)格化渲染。
　　對(duì)三維空間模型來(lái)說(shuō)，線(xiàn)繪制方法基本分為兩大類(lèi)，分別為物體空間算法和圖像空間算法。物體空間方法直接作用于物體網(wǎng)格本身，得到的線(xiàn)繪制結(jié)果質(zhì)量較高，但是其算法復(fù)雜，算法效率與物體本身的復(fù)雜

2、度直接相關(guān)。圖像空間法和物體空間法相比，雖然算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單并且效率要高得多，但是線(xiàn)條質(zhì)量卻不如物體空間方法，因?yàn)槠渚€(xiàn)條質(zhì)量與得到的渲染圖效果密切相關(guān)，對(duì)渲染圖中出現(xiàn)的噪聲和多余細(xì)節(jié)具有高度敏感性。而對(duì)三維動(dòng)畫(huà)的線(xiàn)繪制來(lái)說(shuō)，每一幀的表面法向量都需要重新計(jì)算，這既是線(xiàn)繪制的最關(guān)鍵步驟同時(shí)也是線(xiàn)繪制的瓶頸操作。雖然也可以利用現(xiàn)有的方法分別對(duì)動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)的每一幀進(jìn)行逐幀的重新操作，但是對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)這種方法效率過(guò)低。
　　本文針對(duì)動(dòng)態(tài)模型數(shù)

3、據(jù)序列相鄰幀之間存在某種相關(guān)性，選用圖像空間方法為基礎(chǔ)對(duì)其作出改進(jìn)，提出了一個(gè)適用于對(duì)大規(guī)模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染并得到線(xiàn)繪制效果的框架，在充分利用圖像空間方法高效率優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)對(duì)其線(xiàn)條質(zhì)量進(jìn)行提升。基本思路是首先利用蒙皮網(wǎng)格序列之間的相關(guān)性來(lái)加快對(duì)網(wǎng)格的表面法向量的計(jì)算，并利用這個(gè)法向量快速生成適用于圖像空間線(xiàn)條畫(huà)的渲染圖，然后利用基于L0范數(shù)梯度最小化的機(jī)制對(duì)渲染圖進(jìn)行穩(wěn)定化去除噪聲等多余信息，并把最終得到的高質(zhì)量渲染圖進(jìn)行圖像空間的線(xiàn)條抽