基于蚁群算法的中国水墨画仿真研究

论文摘要

随着时代的发展，计算机技术已经应用在越来越多的领域，它不仅改变了人们原有的生活和工作模式，也不断更新着人们的思维观念。水墨画是我国的传统艺术，如何使用计算机完成逼真的实时绘画也成为一种发展趋势。水墨画仿真技术可以使作画者摆脱传统画笔、画纸、颜料等绘画材料的束缚，可以随时随地运用鼠标、电子画笔，甚至用手指在屏幕上随意挥毫。目前，人们对水彩画、油画等西方绘画的模拟仿真进行了大量的研究和探索，并取得了一定的成果。中国水墨画具有使用工具材料独特、绘画笔法复杂、水墨扩散效果的随机性等独有的特性，与西方画系有着很大的区别。因此虽然中国画可以借鉴西方绘画仿真的思路，但却不能直接引入其仿真的相关技术。同时水墨画在中国源远流长，体现着浓厚的文化底蕴，是东方艺术的经典表现形式之一，因此其仿真技术也成为一项热门的研究课题。在中国水墨画的仿真中，水墨扩散效果的模拟是实现其逼真效果的关键点。本文提出了一种全新的基于蚁群算法的水墨扩散仿真方法，模拟了水墨粒子的扩散行为，为水墨画的仿真提供了一个解决问题的新思路。同时在中国水墨画中宣纸的地位也十分重要。本文根据宣纸的特点，从宏观上和微观上对宣纸进行建模。在宏观上，针对宣纸的纹理性进行建模；在微观上，针对宣纸的湿染性、吸墨性和流通性进行建模。本文首先针对水墨粒子的扩散和宣纸的特性进行建模，并在VC++6.0开发平台上，运用OpenGL实现了上述模型的模拟仿真。实验表明，该方法在低系统消耗的情况下，实现了水墨画的实时绘制，且效果逼真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容与结构
• 第二章 相关理论基础
• 2.1 中国水墨画
• 2.2 非真实感绘制
• 2.3 蚁群算法
• 2.4 OPENGL 技术
• 第三章 水墨画的宣纸建模
• 3.1 宣纸的特性
• 3.2 宣纸的微观建模
• 3.3 宣纸的宏观建模
• 第四章 基于蚁群算法的水墨粒子扩散模型
• 4.1 水墨扩散特性
• 4.2 水墨粒子扩散模型
• 4.3 水墨粒子扩散模拟
• 4.3.1 模拟水墨扩散过程描述
• 4.3.2 算法流程
• 第五章 水墨画仿真的实现与分析
• 5.1 系统的实现
• 5.1.1 系统整体结构
• 5.1.2 宣纸模型的实现
• 5.1.3 水墨粒子扩散模型的实现
• 5.1.4 图片实时保存的实现
• 5.2 参数对比分析
• 5.2.1 蚁群规模
• 5.2.2 蚂蚁的生命值
• 5.2.3 宣纸纹理
• 5.3 仿真作品与效果评价
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要研究工作总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况