面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法

针对一般黑白漫画风格的非真实感渲染方法资源开销高和实时性差的问题,提出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。设计特化光照模型,通过分析光照模型效果,设计主体突出的环境光项和灰度分级的漫反射项,合并光照模型各项,实现基于特化光照模型的场景预处理;提出屏幕空间三相边缘检测方法,将预处理得到的场景光照结果依次进行深度边缘检测、法线边缘检测、颜色边缘检测,合并边缘检测结果;对场景光照结果进行屏幕空间分区域渲染,依据光照结果灰度值大小,分别采用网点着色和线条着色方式处理,并采用插值方法处理着色交界;合并结果,依据光照模型结果灰度值设计分段函数,合并屏幕空间三相边缘检测结果与屏幕空间分区域渲染结果,得到最终渲染结果。实验表明,该方法能够以较低的资源开销和较快的渲染速度实现黑白漫画风格非真实感渲染,在有限的资源下提高渲染的效果,具有显著的黑白漫画风格。

三维模型图像的水墨风格转换技术研究

为了实现三维模型图像的水墨风格转换,研究以齐次坐标的形式对三维模型的坐标系加以转换,运用透视矩阵将三维模型以二维图像的形式展现在屏幕上。在此基础上运用双目视野图像渲染技术获取含有两个视点信息的图像,并通过灰度平均值和迭代算法实现三维图像的水墨化转换,为用户提供立体化的水墨画观赏体验。

Stroke Style Analysis for Painterly Rendering

We propose a novel method that automatically analyzes stroke-related artistic styles of paintings. A set of adaptive interfaces are also developed to connect the style analysis with existing painterly rendering systems, so that the specific artistic style of a template painting can be effectively transferred to the input photo with minimal effort. Different from conventional texture-synthesis based rendering techniques that focus mainly on texture features, this work extracts, analyzes and simulates high-level style features expressed by artists＇ brush stroke techniques. Through experiments, user studies and comparisons with ground truth, we demonstrate that the proposed style-orientated painting framework can significantly reduce tedious parameter adjustment, and it allows amateur users to efficiently create desired artistic styles simply by specifying a template painting.

重要度引导的抽象艺术风格绘制

针对非真实感抽象绘制技术中可能存在的抽象程度整体趋于一致、缺少色彩层叠感的问题,提出一种自动的、基于图像重要度的抽象艺术风格绘制方法.首先通过梯度和显著度加权计算得到图像的重要度,并将该重要度引入抽象艺术风格绘制;在绘制过程中,为了保留图像的局部结构和方向特征,采用各向异性滤波平滑结构张量场,并沿张量场局部曲线方向进行积分卷积计算;最后采用改进的局部光照明Phong模型对抽象结果进行渲染,有效地突出不同光照条件下的艺术表现力,增强了艺术效果的色彩层叠感.实验结果表明,该方法能对图像局部区域进行不同程度的抽象,更好地保留图像中的局部细节和结构特征,更加符合格式塔理论,并可以产生具有色彩层叠感的抽象艺术效果.

平行图像:图像生成的一个新型理论框架

为了提高计算机视觉系统的泛化能力,要求利用大规模、多样化、带标注的图像数据集,对视觉模型进行充分的学习与评估.由于从实际场景中获取图像具有局限性,文中提出一种图像生成理论框架,称为平行图像.平行图像的核心单元是软件定义的人工图像系统.从实际场景中获取特定的图像"小数据",输入人工图像系统,生成大量新的人工图像数据.文中总结平行图像的实现方法,包括图形渲染、图像风格迁移、生成式模型等,并且对比分析人工图像和实际图像的特点,讨论领域适应策略.

非真实感绘制技术研究进展

作为与真实感图形学相对应的图形学分支,非真实感绘制技术近年来受到人们的关注并已成为计算机图形学的研究热点之一,其研究成果已在计算机动画产业、计算机艺术和科学资料插图绘制等领域得到了广泛的应用。对非真实感绘制的相关技术进行了综述,首先介绍了非真实感绘制的发展过程,然后以不同艺术效果的模拟为线索对非真实感绘制技术进行了分类,并对各类技术的特点、发展状况和主要算法进行了分析和讨论,同时对非真实感绘制中所使用的特殊技术进行了分类讨论。最后对非真实感绘制技术的未来发展进行了展望。

一种基于扫描线的卡通画仿真新方法

通过分析卡通画的艺术特点,提出一种基于扫描线的卡通风格渲染方法,首先对用户输入的图像进行边缘检测提取出轮廓,然后进行颜色的均一化处理,最后得到具有卡通风格的结果图像.为了满足本算法的要求,提出了基于直方图的边缘检测参数的计算和基于扫描线的颜色处理两个算法,能够自动、实时地完成渲染过程.实验结果表明,本方法的渲染效果更接近于手绘风格,且无需用户交互,适合于卡通动画和个性化照片等领域的应用.

一种流体艺术风格的自适应LIC绘制方法

把LIC算法应用到非真实感绘制中,提出一种自适应流体艺术图的LIC绘制方法.对源图像亮度分量计算切矢量场,然后对其进行增强、平滑处理获得结构矢量场;通过随机扰动源图像获得纹理参考图像;根据结构矢量场和纹理参考图像的局部特征产生可变的LIC积分步长和步数,自适应地处理纹理参考图像;最后对绘制效果进行颜色渲染,生成具有丰富颜色特征的流体艺术图.实验表明,该方法能够较好地模拟诸如梵高画的流体艺术风格,呈现生动、灵活的波动感.

基于形状演化的线条画风格转换与变形

根据线条画和线条画中笔画的形状特征,运用平面形状演化理论对线条画和笔画的形状进行平滑或增强,并对宽度进行相应的调整,最后得到不同风格的线条画·该风格转换不需要任何样本,而且能够控制转换的程度,提高了线条画风格转换的自由度·

流线形风格化图像生成算法

流线形风格化图像是印象派风格的典型代表,其艺术特点是通过流线条表现狂野与活泼的流动感,又通过色彩的层叠感表现时空的凝滞性.提出一种流线形风格化图像绘制算法,通过提取目标图像的结构矢量场,利用欧拉弹性模型进行光顺化得到流线场;通过结合凹凸映射的多源光照渲染和色彩扰动得到色彩层叠感强的纹理图;然后利用线积分卷积方法对流线场和纹理图进行合成,并利用样本梵高图像进行颜色传输得到最终的绘制结果.实验结果表明该算法自动化程度高,绘制结果具有较好的流线流动感和色彩层叠感.

运用流体模拟的油画生成方法

与真实感绘制技术关注于传统的3D图形学不同,非真实感绘制技术更加强调艺术表现力、主观意识与情绪的传递以及强化重要信息、忽略非关键信息等方面.提出了一种自动的、基于流体模拟的方法来生成具有凡高后期风格的油画图像.提出以流体线条参考图颜色梯度的法线方向作为画笔方向,对原图进行多层绘制;同时,提出一种改进的多光源局部光照模型,以有效地反映不同光照条件下艺术图像的不同表征力.另外,设计了一种在光照条件下模拟画笔物理特征的方法,该方法通过bump-mapping增强绘制图像的涂料层叠感.为了使生成的绘制图像具有凡高油画的色彩风格,采用了一种颜色转换方法,将特定的艺术原画色彩特征转换到绘制图像上.实验结果表明,对于给定的输入图像,该算法能够有效地生成具有凡高后期艺术风格的油画.

三维模型表面特征的水墨效果渲染算法

提出一种对三维模型实现水墨效果渲染的两步二维纹理映射方法.该方法首先通过模型顶点的视线向量和法线向量的点乘积计算其夹角的余弦值,作为第一步的纹理坐标进行映射;再通过欧拉公式计算径向曲率及其方向导数值,作为第二步映射的纹理坐标.为达到实时的交互浏览,在第二步映射时还可采用基于视点无关的曲率特征的映射策略(如平均曲率、高斯曲率、主曲率等).在快速生成水墨画效果的同时也显示出更多的特征细节.

论口译中的语体识别与对等转换

本文从语体学的相关理论出发，对口译中的语体识别与对待转换作一分析和探讨，并提出一些与此相关的口译训练和操作技巧，以期服务于口译实践。

基于分形维数向量的图像类推技术

为了给出图像类推算法的适用范围,提出了一种新的基于分形维数向量的图像的相似性度度量算子。对图像类推算法进行了认知和分析,指出图像类推在本质上是一个多分辨的纹理合成问题,它对图像的结构和素材都存在着较高的要求。通过实验结果表明,提出的基于分形维数向量的图像相似度度量算子可以较好的表现图像的结构和素材这两个特征。并通过实例验证了提出的图像相似度算子较好的解决了原有Image Analogies方法适用的模糊性问题,从某种意义上揭示了风格化学习和风格化继承的特性。

铅笔画的自适应LIC绘制方法

提出一种非真实感铅笔画的绘制方法,通过对图像的亮度分量计算切矢量场,获得图像的结构矢量场。根据矢量场和图像分割后的局部特征产生可变的积分步数和纹理走势。利用线积分卷积方法,自适应地处理图像。将绘制结果和通过霓虹处理得到的轮廓效果相结合。实验结果表明,该方法能够根据图像的细节丰富情况模拟铅笔画的艺术风格,并且生成速度较快。

面向高分辨率激光扫描点云的三维建筑物风格化渲染方法

针对点云的非真实感渲染问题,提出一种面向高分辨率点云数据的风格化渲染方法,以提高点云数据展示的艺术性.首先,针对高分辨率点云中海量三维点所带来的计算量问题,提出远距离点采样方法,在实现精简数据的同时保留其三维结构特征;然后,针对跨维度的风格迁移问题,引入基于深度神经网络的风格化渲染方法,实现二维图像至三维网格的风格迁移;最后,为了快速且高效地将可视化风格信息从三维网格向三维点云进行传递,提出基于K-D树的网格数据与点云数据的融合方法,以建立两种数据之间的映射关系.实验结果表明,所提出的方法可有效地将给定二维图像的风格转化为目标三维建筑物的风格,增强了高分辨率三维建筑物点云数据的展示效果.

基于kuwahara滤波的视频风格化框架

保边滤波被广泛应用于图像的艺术化风格转换,但目前的方法大都只能产生类似卡通的绘画风格,对于具有明显笔画形状的绘画风格转换都无能为力.文章在kuwahara滤波的基础上提出了一种尺度可控的各向异性kuwahara滤波,可以生成具有明显笔画形状的艺术效果.为了更好的模拟画家的绘画技法,文章以图像显著性作为控制信息来实时调整滤波核大小,可以产生丰富的笔画尺度.基于该算法,文章还给出了一个视频的艺术化风格渲染框架.该渲染框架可以保持良好的帧间一致性,自动的将视频转换为水粉画或油画效果.同时利用图像的边缘切方向场图、边缘梯度和显著性控制凹凸映射,产生油画和水粉画笔触的厚重感和层次感,能很好的模拟“厚涂技法”的艺术风格.

基于图像空间的素描效果生成技术

目前大部分非真实感绘制技术都利用各种不同大小及形状的笔画模拟人工绘画的过程,实现起来比较复杂。提出了一种基于图像空间的无笔画的素描效果生成算法,只需将一幅数字图像作为输入,然后对其进行滤波处理,使得处理后的图像在去噪的同时可以消除光照所带来的影响,同时可以将特征像素进行分离;在此基础上再分别进行边缘检测和二值化;最后将边缘检测结果和二值图像相结合,从而得到相应的素描效果。实验结果表明,该算法可以快速有效地生成素描效果,且实现简单。

GPU加速的光滑轮廓线绘制

轮廓线的高效提取是非真实感绘制的一个关键问题。提出了一个完全利用GPU生成光滑轮廓线的高效算法。在几何处理阶段,先根据相邻三角形的法向量与视向量的关系检测出轮廓线,然后对轮廓线进行宽度扩充,同时对轮廓线顶点设置相应的渐变因子;在像素处理阶段把渐变因子转化为相应的alpha值,通过光照生成卡通渲染,最后通过alpha混合得到光滑轮廓线。算法完全在GPU里实现,能满足实时的绘制要求。

基于VR技术的产品造型设计研究

为了提高产品造型设计的可视化效果,提出基于虚拟现实(VR)仿真技术的产品造型设计方法。采用边界体模型设计技术进行产品的三维造型重构,结合纹理渲染和场景数据库模型构建方法进行产品三维造型的特征绘制和虚拟视景设计。建立虚拟场景数据库,将场景数据库中的产品造型数据信息通过渲染指令实现程序输出控制,提高产品造型设计的模型控制能力。采用视景仿真渲染工具Vega Prime进行产品造型设计中的功能模块创建和可视化视景仿真,基于VR技术构建产品的三维造型设计模型。仿真结果表明,采用该方法进行产品造型的VR设计的可视化视景效果较好,满足特殊的产品造型设计要求。