非真实感绘制技术的研究与实现

论文摘要

随着计算机硬件技术和软件技术的发展,计算机图形学的发展已经取得了巨大的成功。非真实感绘制技术已经受到了人们越来越多的关注,成为计算机图形学研究的热点。非真实感绘制技术不追求图像的真实性,主要是模拟艺术家的手绘的艺术风格。它是计算机图形学的一个新领域,研究者也不断对各种艺术风格进行尝试,应用的领域也越来越广泛,非真实感绘制技术已经在工业设计、医学领域、影视广告等领域有广泛的应用。由于这些领域应用的推动,也给非真实感的研究和发展提供了新的发展机遇与挑战。本文主要在以下几个方面进行研究:首先,论文简单的介绍了计算机图形学的定义和发展,回顾了真实感绘制技术和非真实感绘制技术,对真实感绘制技术的发展、特点、缺陷以及非真实感绘制技术的定义、发展、分类和应用进行总结,并比较了它们的异同点。其次,论文介绍了粒子系统的原理以及OpenGL的一些特点与功能,根据水彩画的特征建立了一个粒子系统模型,应用OpenGL的纹理映射技术设计一个水彩画模拟系统。用户可以根据实际需要控制粒子的属性,控制笔刷的方向和速度,系统的实时性和交互性更强。最后,论文提出了一种基于LIC算法生成铅笔画的方法,根据结构矢量场和图像分割后的局部特征,自适应的产生笔划的长度和纹理方向,再利用线性卷积积分方法处理图像。将绘制结果与通过霓虹处理得到的轮廓效果相结合,这样可以模拟铅笔画中不同区域的细节丰富程度,使绘制出的铅笔画更富于变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的来源及意义
• 1.2.1 课题的主要目标
• 1.2.2 课题的意义
• 1.3 NRP 图形学研究现状（国内外）
• 1.4 本文的主要研究工作
• 1.4.1 基于粒子模型的水彩画研究
• 1.4.2 基于LIC 的铅笔画生成算法
• 1.5 本文的章节结构
• 1.6 本章小结
• 2. 非真实感绘制技术研究
• 2.1 引言
• 2.2 计算机图形学
• 2.3 真实感绘制技术
• 2.3.1 照片真实感绘制艺术
• 2.3.2 真实感绘制技术的发展
• 2.3.3 真实感绘制技术的特点
• 2.3.4 真实感绘制技术的缺陷
• 2.4 非真实感绘制技术研究
• 2.4.1 非真实感绘制的定义
• 2.4.2 NPR 的发展历史
• 2.4.3 NPR 的分类
• 2.4.4 非真实感绘制技术的应用领域
• 2.4.5 NPR 的未来与发展
• 2.5 本章小结
• 3、基于粒子系统模型的水彩画仿真
• 3.1 粒子系统的概述
• 3.1.1 粒子系统的基本思想
• 3.1.2 粒子的属性
• 3.1.3 粒子系统基本模型
• 3.2 OpenGL 简介
• 3.3 水彩画概述
• 3.4 水彩画粒子系统模拟
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 基于OpenGL 的颜料粒子模拟
• 3.4.3 粒子的数据结构
• 3.4.4 笔刷绘制过程的实现
• 3.4.5 图像融合
• 3.5 结果分析
• 3.6 算法小结
• 3.7 本章小结
• 4、一种铅笔画的自适应LIC 绘制方法
• 4.1 铅笔画概述
• 4.2 引言
• 4.3 算法基本思想
• 4.4 生成铅笔画的方法
• 4.4.1 霓虹处理产生轮廓效果
• 4.4.2 LIC 处理产生铅笔纹理
• 4.4.3 LIC 算法模拟铅笔纹理
• 4.4.4 基于区域特征的笔划模拟
• 4.5 结果分析
• 4.6 算法小结
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢