基于静态图像轮廓的水墨画风格绘制技术研究

论文摘要

非真实感绘制（Non-Photorealistic Rendering,NPR）相对与真实感是计算机中图形学中的一个重要分支,近年来逐渐受到人们的关注并成为计算机图形学中研究的一个重点。所取得的研究成果已经在影视、计算机动画、游戏中大规模的应用,取得了较好的效果。非真实感绘制不强调图形的真实感,允许忽略其中的某些细节来表现图形的艺术风格。目前已经能够在计算机上模拟出多种艺术风格的绘画,例如水彩、铅笔画、钢笔画等。中国的水墨画被视为传统文化的精粹,越来越多的研究者注意到它的文化、经济价值,开始在计算机上模拟绘制水墨画。基本的水墨画只有黑白两色,以墨为原料,以加入清水的多少不同而绘制出不同浓淡（黑、白、灰）的层次,称之为“墨韵”。而用计算机对水墨画的模拟绘制不仅是传播传统文化的一个新的途径,也是对非真实感绘制技术的一个发展。从开始的对笔划的纹理贴图,到对绘画所用工具的建模,在计算机中模拟绘制的效果越来越好。但这些方法大都是交互性质的,需要使用者具备一定的美术基础,或是对3D模型的表面纹理的转换,在应用上都存在着较大的局限性。本文提出一种基于图像轮廓的水墨绘制方法,自动将一幅已有的彩色图像转换为具有基本水墨画特点的图像。该方法不需要对笔、墨等绘制工具建模,通过对用户提供的图像进行预处理之后,应用Canny边缘检测提取出轮廓,将轮廓上的边界点在图像中的位置存储到数组中,根据数组中的元素也就是轮廓上边界点的横、纵坐标绘制出水墨效果。边界水墨的扩散效果则是根据Freeman链码确定周围像素的位置,选择合适的模板进行绘制,最终形成一幅具有水墨画特点的图像。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景与实际意义
• 1.2 水墨画计算机模拟绘制研究现状
• 1.3 本文的研究内容及结构
• 第二章 图像的边缘检测
• 2.1 图像的灰度化
• 2.2 图像的边缘检测
• 2.3 基于边界点平均间距的Canny 边缘检测
• 2.3.1 基于边界点平均间距的Canny 边缘检测
• 2.3.2 二次Canny 边缘检测
• 2.4 本章小结
• 第三章 边界处理
• 3.1 边界点的处理
• 3.1.1 边界隔断的处理
• 3.1.2 对于孤立图形的剔除
• 3.1.3 线条的连接
• 3.2 轮廓的提取与存储
• 3.2.1 轮廓的存储
• 3.2.2 轮廓的提取
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于像素的分层绘制
• 4.1 墨点模板的建立
• 4.2 绘制过程
• 4.2.1 边界点的读取
• 4.2.2 墨点模板的大小
• 4.2.3 边界点的分层绘制
• 4.3 本章小结
• 第五章 边界的扩散效果绘制
• 5.1 模板的建立与选择
• 5.1.1 模板的建立
• 5.1.2 模板的选择
• 5.2 绘制的过程
• 5.2.1 绘制方法
• 5.2.2 随机数的选取
• 5.2.3 水墨扩散效果对比
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢