基于剪纸图像的剪纸设计研究

论文摘要

剪纸是中国历史悠久的民间传统艺术之一,其主观意象性强,造型独特,在广告、影视、游戏等行业得到了广泛应用。随着动漫产业不断发展,剪纸艺术为动漫行业提供了很好的素材,以剪纸为素材的动画作品,其实际应用和视觉效果深受人们广泛欢迎。当前动漫设计向三维发展,因此,将现有的剪纸图像自动生成三维空间剪纸图形,具有重要的研究意义,可以为今后三维动漫设计提供素材。本文通过分析计算机剪纸的研究现状,对剪纸图像到三维图形自动生成技术进行研究,通过获取图像的边缘,构造出三维空间数据,实现剪纸图像到三维图形的转换,并对剪纸图形进行设计。具体工作主要从以下几个方面展开：(1)剪纸图像预处理对剪纸图像进行二值化、边缘提取、轮廓追踪、角点提取等处理。对图像进行二值化,通过剪纸图像直方图进行全局门限处理,得到分割图像阈值,根据阈值使灰度图像二值化；边缘提取,检测像素点上下左右四邻域的灰度值,判断是否存在背景像素点,如果存在则为边缘点,保存其坐标值,否则将当前像素灰度值置为背景灰度值；轮廓追踪使用8向链码,结合8方向链码偏移量进行顺时针或逆时针追踪,确定下一个被访问像素点,直到找到图像下一个边缘点,如此重复,最终找到起始点为止；角点提取,通过对已经追踪过的边缘当前像素和它前驱、后继像素进行判断是否在同一条直线上,如果是,则当前点不为角点舍弃,否则,当前点为角点保留。(2)剪纸图形空间重绘与设计根据提取的边缘角点坐标值,在空间进行重绘,按角点逆时针方向进行裁剪得到的图形内部区域保留下来,即为图形区域,按角点顺时针方向进行裁剪图得到的图形内部区域删除掉,即为镂空区域。对空间剪纸图形进行光照模型处理,突出图形的立体感。实时改变空间图形的x,y,z轴的坐标值或旋转角度,对空间图形的实时控制,实现对空间图形的漫游和多角度观察。基于Bezier求值器,借助控制点数组,调整控制点的位置,对曲面进行符合需要的变形。使用单个剪纸纹样,在OpenGL中定义多个曲面,实现多个曲面重绘,并对不同曲面赋予不同的变形、平移、旋转、缩放值。(3)剪纸图像转化系统设计结合OpenGL三维图行绘制技术,设计出剪纸图像到空间剪纸图行转化系统,在系统中可以通过参数设置实现空间剪纸图形的旋转、移动、缩放等变换,得到新的剪纸作品。将剪纸艺术作品进行扫描获得剪纸图象,运用本文方法对剪纸图象进行处理,生成具有剪纸风格的维空间图形,能体现出图形立体感,取得了较好的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 剪纸
• 1.2 计算机剪纸的研究现状
• 1.2.1 非真实感绘制技术
• 1.2.2 计算机剪纸
• 1.3 论文研究的主要内容、目的和意义
• 第2章 剪纸图像预处理
• 2.1 图像二值化
• 2.1.1 阈值确定
• 2.1.2 二值化
• 2.2 图像边缘提取
• 2.3 图像边缘追踪
• 2.3.1 逆时针追踪算法
• 2.3.2 顺时针追踪算法
• 2.4 边缘角点的提取
• 2.4.1 算法实现方法
• 2.4.2 实验结果
• 2.5 本章小结
• 第3章 空间剪纸图形的生成与实现
• 3.1 OPENGL求值器
• 3.1.1 一维求值器
• 3.1.2 二维求值器
• 3.2 GLU NURBS接口
• 3.3 OPENGL空间曲面的裁剪
• 3.4 光照模型的应用与处理
• 3.4.1 光照模型概述
• 3.4.2 光源的创建
• 3.5 曲面绘制与变形
• 3.6 多曲面绘制
• 3.6.1 雪松剪纸三维实现
• 3.7 本章小结
• 第4章 剪纸图像转换为空间剪纸图形系统的设计与实现
• 4.1 剪纸图像转化过程
• 4.2 系统结构
• 4.3 图像闪烁技术处理
• 4.4 系统界面的设计
• 4.5 实验结果
• 4.5.1 单个剪纸图像空间重绘
• 4.5.2 多个剪纸纹样图像空间重绘
• 4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 进一步的工作和拓展
• 参考文献
• 致谢