二維卡通畫的渲染方法研究.pdf

1、非真實(shí)感圖形學(xué)作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一個(gè)新的分支，自20世紀(jì)90年代中期產(chǎn)生至今，已在多個(gè)領(lǐng)域得到了很好的發(fā)展，形成了以繪制、建模及動(dòng)畫為核心的理論與實(shí)踐全面深入的研究和創(chuàng)新。其中，在模擬藝術(shù)目的的驅(qū)動(dòng)下，已經(jīng)產(chǎn)生了多種風(fēng)格的非真實(shí)感渲染方法。基于圖像的卡通風(fēng)格渲染由于藝術(shù)風(fēng)格活潑、表現(xiàn)形式靈活，已經(jīng)吸引了許多圖形學(xué)研究者致力于這項(xiàng)工作，這也成為本文選題的主要?jiǎng)訖C(jī)和出發(fā)點(diǎn)。
　　 非真實(shí)感繪制技術(shù)可分為兩類：一類是基于圖像空間的二維繪

2、制，另一類是基于物體空間的三維繪制。本文對(duì)諸多藝術(shù)渲染中的卡通風(fēng)格渲染進(jìn)行了深入研究，從圖形學(xué)和藝術(shù)兩個(gè)層面上分析了二維卡通和Q版卡通的造型特點(diǎn)，進(jìn)而提出自己的算法，得到了相應(yīng)的繪制結(jié)果。其中主要的創(chuàng)新性工作包括：
　　 (1)提出了基于掃描線的二維卡通風(fēng)格渲染算法。對(duì)用戶輸入的用數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像首先提取輪廓，然后進(jìn)行顏色處理，最后合并得到具有卡通風(fēng)格的圖像。同時(shí)，給出了基于直方圖的邊緣參數(shù)的計(jì)算和基于掃描線的顏色處理兩個(gè)算法

3、，自動(dòng)實(shí)時(shí)地完成了渲染過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法的渲染效果更接近于手繪風(fēng)格，適合于卡通動(dòng)畫和個(gè)性化照片等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　 (2)提出了基于圖像的Q版卡通生成算法。該方法的輸入為一張真實(shí)的人物正面直立照片，輸出為具有Q版卡通風(fēng)格的漫畫形象。主要研究內(nèi)容包括：第一，人物整體和頭部的夸張變形。本文采用歸一化方法、并提出基于拋物樣條的局部放大算法，分別實(shí)現(xiàn)了變形。第二，附屬細(xì)節(jié)的填補(bǔ)與挪移。本文考慮了變形對(duì)區(qū)域外細(xì)節(jié)的影響，通過建立發(fā)型

4、庫以及基于紋理合成的旋轉(zhuǎn)修正缺陷，使得效果更加逼真。該方法設(shè)計(jì)簡單，易于控制，可應(yīng)用于游戲、動(dòng)畫、廣告等領(lǐng)域。
　　 (3)提出了基于拋物線的圖像變形算法。首先，將變形前后的部分嵌入一個(gè)包含最小的拋物樣條曲線；然后建立兩條曲線內(nèi)部像素之間的映射關(guān)系，獲取新拋物線內(nèi)部像素的坐標(biāo)，以及原拋物線內(nèi)部相應(yīng)像素的紋理信息，進(jìn)行重寫，完成變形。實(shí)驗(yàn)證明，該變形算法對(duì)區(qū)域內(nèi)的像素實(shí)施了變形，同時(shí)保證區(qū)域外像素不受影響，實(shí)現(xiàn)了有效的局部變形。<