3D山水畫水墨線條的實時渲染研究.pdf

1、隨著計算機圖形學(xué)領(lǐng)域研究的不斷發(fā)展，各種渲染技術(shù)和水墨畫仿真渲染方法不斷出現(xiàn)。在這些技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，本文針對山水風(fēng)格的三維渲染進行研究，取得了實時有效、自然合理的渲染效果。
　　本文針對山水技法和特征進行歸納和總結(jié)，得到能夠在三維仿真渲染中應(yīng)用的特征信息。根據(jù)這些特征信息，將研究內(nèi)容分為三維特征線的生成和基于紋理映射的多層渲染兩部分。
　　根據(jù)山水畫具有的技法和風(fēng)格，本文將三維特征線分為動態(tài)特征線和靜態(tài)特征線，并利用微分幾

2、何等知識生成特征線。在動態(tài)特征線方面，提取傳統(tǒng)的三維輪廓線和能夠與輪廓線緊密配合的啟發(fā)式輪廓線作為特征線，這兩類特征線計算速度適中，能夠?qū)崟r有效的表示三維山體模型的動態(tài)特征，并且能夠利用距離來設(shè)置啟發(fā)式輪廓線的生成范圍；在靜態(tài)特征線方面，利用最大主曲率以及所在主方向構(gòu)造靜態(tài)特征線，用來表示實際山巒存在的溝壑。在動態(tài)渲染中，靜態(tài)特征線表示山水畫中特有的內(nèi)部線條特征。
　　本文采用擴展的卡通渲染技術(shù)XToon，使用改進的紋理和多層渲染

3、機制，對兩種特征線進行不同方式的紋理映射處理。由于動態(tài)特征線實時改變，本文采用兩步二維紋理映射，依據(jù)視線向量和三維模型幾何特征構(gòu)建紋理映射坐標，保證動態(tài)特征渲染的連續(xù)穩(wěn)定；在靜態(tài)特征線渲染方面，依據(jù)山體模型的固定幾何特征計算線條的寬度信息和基本映射關(guān)系，并在渲染時對紋理映射做動態(tài)調(diào)整，保證渲染效果的生動自然。
　　實驗表明，本文算法實現(xiàn)了三維山體模型的實時渲染，幀內(nèi)特征線分布均勻，特征線渲染具有“形斷意不斷”等技法特征，幀間特征線