非真实感绘制技术概述
介绍两种真实感图形实时绘制技术场景简化技术;基于图像
Schrocde 等人提出的三角网格简化算法通过引入 一些局部判别准则来删除顶点或边，他们的局部判 别准则主要基于相邻面片和边界内部顶点v ，记其周围相邻面片集为S , 则 该点的平坦性标准由下述的距离来描述： d ＝|N· （v 一C )|
其中N为向量
的单位向量。
· 总之，层次细节简化技术的研究主要集中在： 建立不同层次细节的模型。对任意给定的复杂多边 形网格M ，由精细至粗糙建立一模型序列： M0,M1…Mn ，其中M0=Mn 。 建立相邻层次的多边形网格Mi,Mi+1(0<i<n)之间 ：Mi Mi+1 的几何形状过渡：
· 从网格的几何及拓扑特性出发，存在着三种不同基 本化简操作，它们分别是： -顶点删除操作【 SCHR92 ] ，删除网格中的一个 项点，然后对它的相邻三角形形成的空洞作三角剖 分，以保持网格的拓扑一致性； 点删除
· 层次细节简化技术就是在不影响画面视觉效果的条 件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的 几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通 常对一个原始多面体模型建立几个不同逼近程度的 几何模型。与原模型相比，每个模型均保留一定层 次的细节，当从近处观察物体时，我们采用精细的 模型，而当从远处观察物体时，则采用较粗糙的模 型。 · 当视点连续变化时，在两个不同层次的模型之间 就存在一个明显的跳跃，有必要在相邻层次的模型 之间形成光滑的视觉过渡，即：几何形状过渡 《 geomorphs ）。
· 尽管现在的计算机硬件水平有了很大的提高，而且 对于这些真实感图形学算法的研究也有了很大的发 展，但是，满足某些需要实时图形显示的任务要求。 例如 一动态模拟 一实时交互的科学计算可视化 一虚拟现实系统
· 实时真实感图像学技术是在当前图形算法和硬件 条件的限制下提出的在一定的时间内完成真实感图 形图像绘制的技术。一般来说，它是通过损失一定 的图形质量来达到实时绘制真实感图像的目的。就 目前的技术而言，主要是通过降低显示三维场景模 型的复杂度来实现，这种技术被称为层次细节显示 和简化技术。
2D图像浮雕效果的一种渲染算法
Ｅｄ ｕ ｎ Ｓ ｂ
浮雕 效果 为了阐述浮雕效果的处理方法， 下
面先讨 论关于浮雕效 果处理 算法的机 理， 然后给 出算法应用的一个例程。
１ ． 浮雕效果处理的原理
像； 另一种是在运行时改变图像容器 的
Ｐｃｕ ｅ 陛， ｉ ｒＮ＇ 这样可以通过人机交互使 ｔ
慧 羹－煮 ＿ ｒ篓 ｌ 筵◆
采 色 Ｌ
网
２加载图像 ．
加载 图像 文件 是把 已有 的图像 文 件从 外存储器 装入 图像容 器和 读入 图 像 数据 数组 。 装入 图像容 器 是为 直观
可视 ； 读入 图像数 据 数 组是 为便 于处
样
ｌ
ｌ 。 。
像 处理的一个 热｜ 基于２ 点， Ｄ和３ 的图像 Ｄ
提 出了一个 简便、 效、 速获得２ 浮 有 快 Ｄ 雕效 果处理的算法， 并以Ｖ ｓａ Ｂ ｓ ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 为环境给出了该算法 的实现过程 。
该算法基 于２ Ｄ图像网格和相邻 色
分析、 处理 、 合成 ， 生成新的非真实感图
Ｒ ｄ ＝ ｐ Ｍｏ ２ ｅ ＝ ｉ ｘ ｄ ５６
格式。 我们主张先把图像 文件 装入 图像
容器 ， 然后再把图像数据从 图像ｄ２６ ｅ ｐ ｉ ｘ ５） ｏ ５ Ｂｅ： （ｘ ＼ ２６ ＼ ２６ Ｍｄ２６ ｌ ＝ ｐ ｕ ｉ ５ ５） ｏ ５
取方法， 需要预先知道各种 图像 的存储
分别 表示 该 像素 值 的三原 色分 量 ， 则 该 像 素 点的 三 原 色分 离 算 法 可 以表 示为： ｅ ＝ ｐｘ Ｍｏ ５，Ｇ ｅｎ Ｒｄ ｉ ｄ ２６ ｒｅ
＝
ｐ ｌｔ ｅＰｉ （ ） Ⅸ ＿ ￣ ｕ １ｏｔＩ ｃ ｒ ． ｎ ，Ｊ
有效的非真实感动画生成方法
中图法 分类 号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１
文献 标识 码１） ５１４ —３ １０—０４（０ １０ ．７ ６０
Ｅｆｅ ｔ ｅｍｅｈ ｄ ｆ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｏ — ｈ ｔ ｒ ａｉｔ ｎ ｍａｉ ｎ ｆ ｃｉ ｔ ｏ ｏ ｅ ｅ ａｉ ｆ ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｉ ａ ｉ ｔ ｖ ｏ ｎ ｓｃ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｓａｕ ｉ ｕ ｎ ｍａｉ ｎ ｓｙ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ Ｄ ｄ ｌ ｎ ｌｍ ｉ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｒ ｏ ｑ ｅ ｔｄ ｉ ｏ — ｈ ｔ ｒ ａｉｔ ｎ ｍａｉ ｎ ｓｒ ｃ ： ｎ ｑ ｅ ａ ｉ ｔ ｌ， ｃ ｕ ａｅ ３ ｍｏ ｅ ｓ ｄｉ ｕ ｎ ｔｏ ｄ ｌ ｅｎ ｔ ｅ ｕ ｓ ｎ ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｉ ａ ｉ ｔ ， ｏ ｔ ａ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｓｃ ｏ
２．Ｄｅ ａｔ ｅ ｔ ｆＭ ａｈ ｍ ａｉｓａ ｄ Ｃｏ ｐ ｔｒ Ｃｈ ｏ ａ ｇ Ｔ ａ ｈ ｒ ｌ ｇ ， Ｃｈ ｏ ｎ ２ ０ ， Ｃｈｉａ ｐ ｒｍ ｎ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｍ ｕ ｅ ， ｏ ａ ｙ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓＣｏ ｌ ｅ ｅ ａ ｙａ ｇ １ ０ ０ ２ ｎ；
ｉ ｅｓ ｔ ａｓｕ ｅｉ ｅ ｎ ｎｔ ｏ ｇ ｏ ｔ ｏ ｓ ｖｒｉｇｔ ｉｐ ａｅ ｅ ｍｅ ｈ ｉｏ ｆ ｎｏｊｃ ｔ ｎｉ ｇ ｎ ｆｔｒ ｗｉ ｏ ｃ ｇ ，ａ ｄｔｅ ｒｕ ｈｃｎｉｕ ｕｌ ａｙｎ ｅ ｈ ｓｓ ｖ ｒｉ ，ｔｅｖｓ ｎｏ ｂｅｔｎｍｏｉ ｉｅ ｌ ｈ ｒ ｍａ ｈ ｈ ｎ ｙ ｈｒ ｏ ｔ ｉ ａ ｉ ｏ ｓ ｖ
１４ ２ １， ｏ． ， ｏ 计 算 机 工 程 与 设 计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎｉ ｅｎ ｄ ｅｉ ７６ ０ １ Ｖ １ ２ Ｎ ． ３ ５ ｏ ｐｔ Ｅ ｇ ｅ ｉ ａ Ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ｒ ｇｎ ｇ
FreeStyle 改成的2d线条实时渲染
本科生毕业论文（设计）题目非真实感图形线条渲染的交互性研究姓名与学号刘旸 3043027026指导教师耿卫东年级与专业数字媒体 05级所在学院计算机学院A Dissertation Submitted to Zhejiang University for the Degree of Bachelor of EngineeringTITLE:Line Rendering in Interactive InstallationAuthor: Supervisor: Liu YangSubject: Geng WeiDong College: Digital Media 05 Submitted Date: Computer Science College 6/9/2009浙江大学本科生毕业论文（设计）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。
2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
毕业论文（设计）作者签名：年月日浙江大学本科毕业论文摘要摘要本文对计算机图形学领域的非真实感图形绘制技术（NPR）进行了简要总结，着重研究NPR绘制技术与交互装置设计的结合方式。
结合NPR绘制技术实现的人机交互装置，模拟传统绘画的技法，将现实环境内的信息转换并呈现为经过艺术抽象的图像，参与者通过身体的运动，或辅之以其他手段，促成人与装置间的信息传递，进而影响图形渲染的过程与效果，借此实现了以传统艺术风格为外化形式的交互体验。
根据对NPR技术及其交互性应用的研究，本文作者设计并最终实现了一个应用NPR技术的交互作品：交互装置的参与者置身于装置作品的限定区域，由视频捕捉设备采集到参与者及其周围环境的图像，并进行轮廓提取以及多种艺术风格笔刷的重构，得到经过简化与抽象的图形效果，参与者运动自己的身体或改变周围环境，进而改变作品的呈现，完成作品的交互体验。
面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法
面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法摘要：随着游戏与动漫产业不断发展，对于图像渲染技术的需求也越来越高。
本文提出了一种面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法。
该方法通过将图像处理与渲染技术相结合，实现了黑白漫画风格的实时渲染效果，为游戏与动漫制作提供了更丰富多样的艺术表现形式。
第一章引言在游戏与动漫产业中，图像渲染技术起着至关重要的作用。
传统的真实感渲染方法已经趋于成熟，并逐渐满足了游戏与动漫产业对于真实感表现的需求。
然而，随着黑白漫画风格的兴起，对于非真实感渲染方法的需求也越来越大。
本文旨在探讨面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法。
第二章相关技术2.1 图像处理技术2.2 实时渲染技术第三章黑白漫画风格特点分析3.1 线条明显3.2 极简化的形象3.3 扁平化的场景第四章实时渲染方法4.1 自适应边沿检测4.2 线条描边效果4.3 高光处理4.4 纹理支持第五章实验与结果分析通过使用所提出的实时渲染方法，我们进行了一系列的实验。
在实验中，我们选取不同的游戏与动漫场景，并分别应用了本文提出的方法进行渲染。
通过对比实验结果和传统真实感渲染方法的效果，我们发现，该方法可以非常好地实现黑白漫画风格效果的实时渲染。
第六章结论与展望本文提出了一种面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法。
通过将图像处理与渲染技术相结合，我们实现了黑白漫画风格的实时渲染效果。
然而，本方法还存在一些问题，例如对于复杂场景的渲染效果需要进一步优化。
未来的研究中，我们将进一步改进该方法，并应用于更广泛的游戏与动漫制作中。
关键词：黑白漫画风格、非真实感渲染、图像处理、实时渲染、游戏与动第四章实时渲染方法4.1 自适应边沿检测在黑白漫画风格中，线条的明显性是非常重要的特点。
为了实现这一效果，我们使用自适应边沿检测技术来强调物体的边缘。
自适应边沿检测技术可以根据场景中不同物体的颜色和纹理差异来检测边缘。
一种基于GPU的三维素描风格画的渲染方法
图６ （ ）～ （ ）分 别 为在 不 同参 数 下 生成 的不 同效果 复 线 的实 验结 ａ Ｃ
图 ｉ
果 ，其对 应的参 数 如表 （ ）所 示 ： １
２ １ 内部渲 染 ． 我 们 利用 实 时 计算 出 的光 照 强度 去 动态 索 引 手绘 纹 理 （ ２ 图 ）来 达 到 风 格 化渲染 的 目，算 法数 学描 述如 式 （ ） ，其 中Ｃ １ 为像素 颜色 ，ｍ 为最 大 灰
１相关 工作
图３ 实验 中采 用 的７
２ ２ 生成 轮廓 线． ．
图４ 内部 渲染 效果
图５边缘 检测 轮廓 线
我 们 采 用 Ｓ ｂ ｌ 缘 检 测 ［ ］ 法 提 取 边 缘 ， 在 像 素着 色 器 中进 行 ｏ ｅ边 １算
Ｗ ｎ ｅｂ ｃ ［］ ｉｋｎ ａｈ ８ 介绍 了关 于钢 笔 画插 图的 算法 ，但 其算 法 基 于笔 划 很
０引言
在计 算机 图形 学 发展 始于 真实 感 绘制 ，其 研究 目标 就是 达 到像 照片 一 样真 实 的效 果 。随着 计 算机 图形学 的 发展 成 熟 ，真实 感 绘制 已经 一 步步 向 其预 期 的 目标靠 近 ，但 是人 们 发现 真 实感 图像 在 某些 方 面并 不 能很有 效 的 传达 人们 所 需 的许 多信 息 。于 是非 真 实感 绘制 便应 运 而 生 了。非 真 实感 绘 制指 的是 利 用计 算机 生成 不 具 有照 片般 真 实感 ，而 具 有 手绘 风格 的 图形 的 技术 ［］ ４ 。其 目标 不在 于 图形 的真实 性 ，而主 要在 于表 现 图形 的艺术特 质 、 模拟 艺术 作品 ，它更 关注 于 图形 个性化 和 艺术化 的表 达 。
npr渲染流程书籍
npr渲染流程书籍渲染是NPR（non-photorealistic rendering，非真实感渲染）的一种技术，它旨在通过模拟手绘或其他艺术风格，呈现出与传统渲染技术不同的效果。
NPR渲染通常被应用于动画、电子游戏、虚拟现实和电影等领域，以创建一种独特的视觉体验。
下面将介绍一本关于NPR渲染流程的书籍。
《NPR渲染流程:从初级到高级》是一本讲解NPR渲染流程的详细指南。
本书的目标读者是具有一定渲染经验和基础知识的艺术家、设计师、程序员和动画制作人员。
本书以易于理解和实际操作为出发点，旨在帮助读者掌握NPR渲染的技巧和流程。
本书的内容主要包括以下几个方面：1.NPR渲染概述：本章介绍了NPR渲染的定义、应用领域和发展历史。
读者可以了解到NPR渲染的概念和背景，从而更好地理解后续章节的内容。
2.NPR渲染基础：这一章节详细介绍了NPR渲染的基本原理和技术。
其中包括线条描边、着色器、层次模型等常用的NPR渲染技术。
此外，还介绍了一些常见的NPR渲染效果，如水彩画风格、油画风格等。
4.高级NPR渲染技术：本章节介绍了一些高级的NPR渲染技术，如图像处理和风格转换。
读者可以了解到如何利用特定的算法和工具，创造出符合自己需求的NPR渲染效果。
5.应用案例：最后一章节将一些实际的应用案例展示给读者，这些案例涉及电影、动画、游戏和虚拟现实等各种领域。
通过对这些案例的分析，读者可以进一步了解NPR渲染在实际项目中的应用方法和效果。
总结起来，这本书为读者提供了一个全面的NPR渲染流程指南。
读者可以通过学习本书的内容，掌握NPR渲染的基本原理和技术，了解NPR渲染的流程和方法，并通过实践和案例学习，提升自己的NPR渲染技术水平。
无论是对于想要学习NPR渲染的初学者还是已经具备一定经验的专业人士，这本书都是一个有用的参考工具。
一种改进的铅笔画生成方法
一种改进的铅笔画生成方法作者：任小康肖云松陈争宝来源：《电脑知识与技术》2013年第04期摘要：该文提出了一种改进的铅笔画生成方法。
该文改进了用于提取轮廓的霓虹算法，改进方法能够在保证效果的前提下，降低算法的复杂度，提高了图像处理的效率。
提出了一种新的纹理产生方法，根据亮度将图像分层，然后对每一层添加噪声并进行适当的USM锐化，最后应用运动模糊对每一层图像生成不同方向的纹理。
实验结果表明，该方法相比传统的铅笔画生成方法能够更快速的将输入图像转换为铅笔画，并能取得令人满意的效果。
关键词：非真实感绘制；铅笔画；霓虹处理；亮度分层；运动模糊中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）04-0883-04An Improved Method for the Generation of Pencil DrawingREN Xiao-kang，XIAO Yun-song，CHEN Zheng-bao（College of Computer Science and Engineering，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，China）Abstract：This paper proposes an improved method for generating pencil drawing .We improve the neon algorithm applied to contour extraction. In this way， good image processing results can be obtained with low algorithm complexity and high image processing efficiency.We propose a new method of texture generation.We divide a source image into layers of successive intensity ranges，add noise and use usm sharpening to each layer .At last apply the motion blur for all layers，generate stroke images with different texture directions.The experiment shows that this method can turn the input image into pencil drawing with a higher speed，and the processing result is also satisfying.Key words： non-photorealistic rendering；pencil drawing；neon processing； intensity layer；motion blur非真实感绘制（non-photorealistic rendering，简称NPR）的目标是能在形式上指定一种可展现绘画作品的方式，并随之编写生成非真实感绘画作品的计算机程序。
基于照片的可编辑光照效果卡通人脸生成算法
基于照片的可编辑光照效果卡通人脸生成算法宋阳;刘艳丽【摘要】提出一种基于照片的可编辑光照效果卡通人脸图像生成算法.算法首先提取输入人脸照片的边缘轮廓,生成线条画;其次对输入照片进行本征分解,分离出光照图像和材质图像;然后对光照图像进行光照编辑,如量化、非线性增强等;对材质图像进行抽象化处理,并融合线条画得到卡通图像;最后将编辑过的光照图像添加到卡通图像上生成含有光照效果的人脸卡通图像.实验结果表明:该算法生成的人脸卡通图像效果逼真,并且可对光照进行编辑.【期刊名称】《图学学报》【年(卷),期】2015(036)001【总页数】7页(P83-89)【关键词】人脸;卡通图像;光照编辑;非真实感绘制【作者】宋阳;刘艳丽【作者单位】四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川成都610065;四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川成都610065;四川大学计算机学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TP391非真实感绘制指的是利用计算机生成不具有照片真实感，而具有手绘风格的图形技术。
由于人脸肖像画在日常生活中具有重要作用，因此人脸的非真实感绘制成为非真实感绘制中的一个重要部分。
研究成果可用于广告宣传、影视制作、卡通画制作等许多领域。
在以往的工作中，已经有一些从人脸图像生成卡通画的研究工作。
例如Gooch等[1]介绍了一种模拟人眼的亮度感知的方法，用于绘制黑白漫画效果，同时可以对头像进行夸张的变形；Chen等[2-4]提出了基于样本学习的生成人脸卡通效果图的方法，该方法使用主动轮廓模型[5]提取人脸的特征点，然后利用人脸特征之间存在相对固定位置关系的特点确定人脸各个部分(如眼睛，眉毛)的位置，生成人脸卡通肖像图。
这些方法生成的卡通人脸画都没有利用原图像中人脸的光照信息。
人脸的光照信息特别是阴影信息可有效揭示脸部结构的深度变化，使卡通画更有立体感、更生动。
文献[6]提出了一种可编辑光照的卡通画生成算法，首先生成线条的矢量图，然后用户手动上色。
【国家自然科学基金】_非真实感图形学_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 非真实感绘制 非真实感图形学 重要性区域 视频摘要 草图 移动最小二乘曲面 点绘制 形态学操作 图像矢量场 启发性轮廓线 双边滤波 协方差分析
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 非真实感绘制 线积分卷积 线条画 线条增强 纹理合成 特征形变 建筑物图像 套刻版画 多频率噪声场 多表情 图像抽象化 人脸肖像 2.5d卡通
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
2014年 科研热词 马赛克 非真实感渲染 测地距离 水墨扩散 中国水墨画 voronoi图 lloyd迭代 fast marching算法 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
2011年 科研热词 非真实感绘制 非真实感图形学 遗传算法 计算机图形学 角色动画 视点相关几何 草图用户界面 艺术化仿真 线绘制算法 线绘制技术 纹理 笔触 法向贴图 油画风格化 水墨仿真 手绘图案 实时编辑 图案合成 卡通动画 区间约束 从着色重建形状 人机交瓦 lb方法 gpu 推荐指数 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
பைடு நூலகம்
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
科研热词 非真实感渲染 非真实感图形学 水彩画 水墨绘制 模拟退火算法 内在属性特征 光学库伯卡-芒克模型 ashikhmin算法
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NPR技术之十六 NPR技术之十六
David S. Ebert2001, Medical illustration
真实感与非真实感绘制技术的对比
真实感绘制 非真实感绘制
模拟艺术家的风格 主观 研究艺术品特点， 研究人类的感知， 模拟艺术家的创作 近似 可以突出表达重点 部分
基本趋向 评价方式 基本方法 准确性 细节水平
没有指定细节 的部分就略画
NPR技术之八 NPR技术之八
Lee Markosian1997，基于轮廓边的表达 Markosian1997，基于轮廓边的表达 不同风格的笔划将产生不同风格的作品 研究集中于如何计算轮廓边以及哪些轮廓边需要画
程序演示
NPR技术之九 NPR技术之九
Ahna Girshick2000, A Hertzmann2000, 基于 主曲率方向的表达
Piranesi 系统简介
Piranesi系统是Middlesex大学电子工艺中心和Cambridge Piranesi系统是Middlesex大学电子工艺中心和Cambridge 大学建筑系马丁中心CAD实验室在NPR方面的研究成果。 大学建筑系马丁中心CAD实验室在NPR方面的研究成果。 模型的各个多边形投影到屏幕空间后，其各个边及内部区 域用“印记”来绘制。 利用三个通道进行绘制
基于物体空间的NPR技术 基于物体空间的NPR技术
人对三维物体形状的感知与表达
Silhouette, contour, ridge, vally勾勒出物体形状 vally勾勒出物体形状 主曲率方向对表达光滑曲面的形状具用重要作用
Silhouette, ridge和vally线
曲面的主曲率方向
第一主曲率方向 与第二主曲率方向 曲面物体
Robert D. Kalnins2002, WYSIWYG NPR 用户直接在模型上进行设计
原模型
设置背景纸
画轮廓边
贴图
涂鸦
小结
以人对三维物体形状的感觉为基础 主要表达线条画等简洁的艺术品 下面介绍能够产生艺术色彩的NPR技术 下面介绍能够产生艺术色彩的NPR技术
自动学习艺术风格 利用纹理
NPR技术之十三 NPR技术之十三
小学生作品 达芬奇：百合花 雷诺阿：音乐课 余知辛作品
凡高自画像
列宾：芬兰湾风光
石奇：湖边小曲
张大千：山水
谢谢！
Any Question?
计算机图形学与艺术的结合
----非真实感绘制技术概述 ----非真实感绘制技术概述
杨刚
中科院软件所计算机科学重点实验室 2004.6.18
真实感与非真实感
人类绘制艺术史上的真实感与非真实感 计算机图形学中的真实感与非真实感
人类的绘画艺术品
小学生作品 达芬奇：百合花 雷诺阿：音乐课 余知辛作品
凡高自画像
NPR技术之一 NPR技术之一
Tunde Cockshott 1991---粘湿的画笔模型 1991---粘湿的画笔模型 模拟了画笔在画布上移动时，画笔颜料的 洇渗，流动，滴落，混合等效果。
NPR技术之二 NPR技术之二
Paul E. Haeberli 1990
NPR技术之三 NPR技术之三
Alejo Hausner2001, Adrian Secord2002等 Secord2002等 利用Voronoi图技术划分点区域，然后用Lloyd算法进行均 利用Voronoi图技术划分点区域，然后用Lloyd算法进行均 匀化
NPR技术在别的方面的应用 NPR技术在别的方面的应用
工程、医学
工程零件图
医学示意图
NPR技术之十五 NPR技术之十五
Amy Gooch1998, Technical illustration 黑色轮廓线，白色高光，减少其余部分的颜色变化范围
非金属物质
金属物质
真实感绘制结果
Gooch方法的绘制结果
模拟物理世界 客观 模拟物理过程 精确 相同的细节等级， 无法避免细节信息
NPR的实用产品 NPR的实用产品
一些图像软件中的笔划和处理功能
Photoshop，CoreDraw等 Photoshop，CoreDraw等
Piranesi 神笔马良 (中科院软件所人机交互实验室) 中科院软件所人机交互实验室) 游戏 其它…… 其它……
1. 模型的图像
2. 深度通道
3. material通道
Piranesi系统的绘制效果图 Piranesi系统的绘制效果图
总结与展望
效果比技术更重要 开放性的研究方式
没有固定的研究路线和体系
与别的技术相结合，或应用于新的领域可 产生新的研究方向 远没有达到目标，仍然是热点 国内的研究
目前的效果距离人类真正的艺术还有很大距离
随机方向
竖直方向
Ti
T2
NPR技术之七 NPR技术之七
Georges Winkenbach 1994, Pen-and-ink rendering Pen-and输入一个三维模型，自动绘制出此模型的钢笔画效果 根据视线方向、光照亮度等决定边界线及笔划纹理的画法
视线不同，边界线也不同
用户指定细节部分
NPR技术之五 NPR技术之五
Aaron Hertzmann 2001 用户指定细节区
NPR技术之六 NPR技术之六
M.P Salisbury1994, Pen-and-ink rendering Pen-and研究了钢笔画的一些规则
笔划的特点 Tone和texture的特点 Tone和texture的特点 边界线的特点
Aaron Hertzmann 2001, Image analogies 借用了纹理合成的技术 A : A’ :: B ---B’
A’
B B’
NPR技术之十四 NPR技术之十四
PeterPeter-Pike J. Sloan, Lit sphere方法 sphere方法 用户提供一个“光球”，按此光球的光效果来绘制模型
列宾：芬兰湾风光
石奇：湖边小曲
张大千：山水
真实感的绘画作品
“音乐课”----Vermeer作于17世纪
计算机非真实感绘制技术---Non计算机非真实感绘制技术---Non-photorealistic Rendering (NPR) 计算机非真实感绘制技术的产生(Siggraph90) 计算机非真实感绘制技术的产生(Siggraph90) 非真实感绘制技术的目标? 非真实感绘制技术的目标? 伪造艺术品？ 利用计算机绘制有艺术美感的作品 揭示艺术品内在的美感规则 创造出前所未有的表现丰富内涵的作品
一系列点的Voronoi图
均匀化
NPR技术之四 NPR技术之四
Aaron Hertzmann 1998 模拟画家的多遍绘制法，由粗到细进行绘制，曲线笔划
笔划宽度8
笔划宽度4
笔划宽度2
参考图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
多层绘制结果
不同的笔划表现不同的绘制风格
Impressionist
Expressionist
Colorist wash
以输入图像的边界、明暗为线索绘制笔划， 也可以通过用户交互来绘制笔划
各种笔划纹理，每种纹理又分不同的密度级别
小结
前面介绍的都是在图像空间中的操作 主要是模拟艺术品的特点或艺术家的行为 人的干预与指导是必要的
画面的布局、轻重 创意
接下来看看基于物体空间的NPR技术 接下来看看基于物体空间的NPR技术
NPR技术之十 NPR技术之十
Matthew Kaplan2000, Geograftal方法 Geograftal方法 在模型表面生长几何元素
基本的几何元素
NPR技术之十一 NPR技术之十一
Takeo Igarashi 1999, 有趣的卡通建模方法
程序演示
NPR技术之十二 NPR技术之十二