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非真实感绘制蜡笔画的研究与模拟

作　者: 高辉
导　师: 唐棣
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 非真实感渲染蜡笔画计算机艺术
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

非真实感绘制(Non-photorealistic rendering,NPR)是计算机科学与艺术的完美结合。本文给出了一种非真实感绘制蜡笔画风格实现方法,目标在于模拟传统艺术风格,表现图像的艺术特质。算法提供了一个简单而愉快的方式来表现图像,同时表达逼真的艺术场景风格。本文通过对蜡笔画的作画过程与诸多蜡笔画研究分析,归纳了蜡笔画独有的艺术特质,基于上述特征对彩色2D图片进行蜡笔画仿真,通过计算机实现了蜡笔画风格渲染,得到了较好的实验效果。主要的创新性工作有：(1)提出了一种基于2D图像的蜡笔画风格自动生成算法,通过分析真实蜡笔画纹理的结构特征和艺术特点,抽象出蜡笔画的简单模型,探索地利用了噪声纹理方法,结合图像自身轮廓信息,分别完成了图像色彩区域和轮廓区域的蜡笔画风格渲染,并在YIQ颜色空间运用LIC算法生成了笔画的走势纹理,最终输出结果非常相似于手绘风格。(2)对真实蜡笔画的艺术特征和纹理结构分析,模拟了蜡笔画的颜色、纹理特点,提出了一种改进的蜡笔画风格自动生成算法,通过对水域分割后的区域运算模拟了画面的擦抹效果,完成了图像的色彩风格转换。在此基础上,提出了基于分层的LIC纹理渲染和噪声纹理模拟方法,分别实现了对图像色彩区域和轮廓区域的纹理模拟与添加,生成蜡笔画风格。该算法生成的结果图和手绘效果非常相似,适合教育、漫画插图和娱乐等领域的应用。综合上述,通过分析真实蜡笔画的特征和绘画过程,模拟了笔触走向的手绘效果,使画面看起来有凹凸起伏感,实验结果验证了所提出方法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-24
  1.1 研究背景  9-12
    1.1.1 计算机艺术  9-12
  1.2 真实感图形学  12-13
  1.3 非真实感图形学  13-15
  1.4 非真实感绘制的国内外研究现状  15-19
  1.5 相关工作  19-23
  1.6 本文结构  23-24
2 非真实感绘制相关的图像处理理论  24-34
  2.1 引言  24
  2.2 图像特征  24-28
    2.2.1 图像与颜色表  24-26
    2.2.2 颜色空间  26-28
  2.3 灰度图像与彩色图像  28-33
    2.3.1 边缘检测  29-30
    2.3.2 腐蚀与膨胀  30-31
    2.3.3 直方图变换  31-32
    2.3.4 水域分割  32-33
  2.4 本章小结  33-34
3 基于图像的蜡笔画生成方法  34-42
  3.1 引言  34-35
  3.2 相关工作  35
  3.3 基本算法  35-40
    3.3.1 图像的笔触纹理渲染  36-38
    3.3.2 LIC绘制  38-39
    3.3.3 模拟轮廓纹理  39-40
  3.4 蜡笔风格图像生成  40-41
  3.5 本章小结  41-42
4 基于图像分层的蜡笔画生成方法  42-50
  4.1 引言  42-43
  4.2 产生蜡笔画的方法  43-47
    4.2.1 基本框架  43-44
    4.2.2 图像的颜色区域模拟  44-46
    4.2.3 蜡笔画的纹理渲染  46-47
  4.3 蜡笔画风格图像生成  47-49
  4.4 本章小结  49-50
结论  50-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  55-56
致谢  56

非真实感绘制蜡笔画的研究与模拟

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