一种基于笔刷的非真实感绘制算法的研究_图文(精)

第26卷第10期 2009年10月

计算机应用与软件

Computer Applications and Software

V01.26No.10 Oct.2009

一种基于笔刷的非真实感绘制算法的研究

桂斌1何广明2

1(江苏淮阴师范学院信息传播与技术系江苏淮安223001

2(江苏淮阴师范学院电子电气工程系江苏淮安223001

摘要非真实感绘制是计算机图形学的一个分支,基于笔刷的非真实感绘制是非真实感绘制的重要内容。给出一种基于笔刷的多重非真实感绘制算法。算法运用源图像灰度图像的颜色梯度法线方向作为笔刷的方向,以颜色空间距离来控制笔刷的绘制。实验结果表明,对于给定的输入图像,该算法能够有效地生成具有油画艺术风格的图像。

关键词非真实感绘制笔刷算法梯度

ON BRUSH STROKE.BASED ALGORITHM oF NoN.PHoTOREALISTIC RENDEIUNG

Gui Binl He Guangmin92

。(Department ofInformation Communication and Technology,Huaiyin Teachers College,Huaian 223001,Jiangsu,China

2(Department ofElectronic and Electrical Engineering,Huaiyin Teachers College,Huaian 223001,.“angsu,China

Abstract Non-photorealistic rendering is a branch of computer graphics.Brash stroke-based rendering is an important content in non-pho・ torealistic rendering.A muhilayer non-photorealistie rendering algorithm based on brush stroke is proposed,which uses colour gradient normal direction of gray-scale image of the source image a8the direction of the brush stroke,and uses COIOUr space difference to control the brush strokes’movement.Experimental results show that for a given input image,the algorithm

Can effectively generate all image with oil paiming style.

Keywords Non-photorealistie rendering

Brash stroke Algorithm Gradient

0引言

当今的计算机技术允许人们快捷方便地创造出具有高度真实感的自然图像,但是处理结果的真实感已经使人们极为厌倦。目前,计算机图形学领域的学者们正致力于开发自动的、具有非真实感意象的、充满艺术表现力的绘制技术和方法…。在基于笔刷的非真实感绘制方面,许多学者提出了基于笔刷的不同绘画风格的算法,如油画、水粉画、钢笔画、马塞克镶嵌画、圆点画、流线视觉效果及矢量域视觉效果等。通过绘制离散的元素(如绘画的笔刷或圆点来自动生成非真实感图形的方法称为基于笔刷的绘制方法(SBR¨J。

非真实感绘制技术,不仅可以使每个人都能够方便快捷地创作出充满艺术韵味和富于艺术想象力的图像,同时还可以广泛地应用于媒体行业,使其能够创作出具有艺术表征力的视频, 例如具有油画、水彩画或者国画风格的视频。本文给出一种基于笔刷模型的多重绘制方法来生成具有油画艺术风格的图像。

1相关工作

非真实感绘制领域的早期研究成果当属Haelberi提出的基于笔刷模型的绘制方法㈦。Haelberi提出的绘制方法允许用户通过创建一系列已被着色的笔刷对原图进行绘制,从而产生具有艺术风格的图像。与其他系统的不同之处在于,Haelberi的主要目标是开发出能够使用户快速有效地生成各种艺术风格的图像绘制系统。Haelberi开创了非真实感绘制领域的先河。 Litwinowicz在Haelberi方法的基础上做了进一步扩展。他开发出一套系统,通过分析视频特征,然后由计算机自动生成具有印象派风格的视频片断。该系统允许用户自由地选择笔刷大小和笔刷模型,然后让计算机自动地对视频片断进行处理。另外,在该系统中用户既可以沿图像的轮廓方向用笔刷进行绘制,也可以预先设定一个全局的绘制方向,然后再用画笔进行绘制p1。文献[4]中通过分析中国水墨画绘画材料及相互作用关系,提出了局域粒子系统的仿真模型体系,成功地模拟了中国水墨画的典型艺术效果。文献[5]中让用户交互地放置笔刷,成功地在计算机上模拟了水彩画的效果。文献[6]中提出了一个三维计算机水粉笔笔刷模型,绘出的结果具有手工绘制水粉画的效果,但需要对笔刷单元选取、颜料模拟、颜料扩散以及整体控制四个部分进行处理。文献[7]中提出了一个由灰度图像产生的具有pen.and-ink风格的线条绘画的交互系统。这些算法大多数都是在具体模拟一个特定的绘画材质或是设计一个特定的笔刷,有的还需要太多的人工交互,实际上,并不需要太多的用户交互和复杂的笔刷形状的设计也能够模拟出令人满意的艺术作品。文献[8]中就提出了一种自适应画笔分布的非真实感绘制方法,实现了画笔分布能够随着源图像中细节的丰富程度而自

收稿日期:2008—09—26。桂斌,讲师,主研领域:计算机图形学,图像处理。

万方数据

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适应变化。本文的基于笔刷的多重绘制方法,通过不同的参数设置和灵活的笔刷设计,能够快速自动地产生出油画的艺术效果。

2算法思想