一种基于动态扩散机理的水墨仿真模型

水墨动态扩散效果的数字实现是水墨仿真的关键和基础.在剖析水、墨和纸之间的相互作用与关系的基础上,提出了依据水、墨、纸的相互作用表征水墨动态扩散机理的改进方法,将水墨视为水分子和墨粒子的组合,构建宣纸纤维分布结构,利用粒子系统,建立了表征三者相互关系的水墨扩散仿真模型,简化了水墨扩散过程,减少了仿真难度.实验结果表明,该模型能够较真实地反映水墨动态扩散的运动机理,大大增强了水墨粒子扩散仿真效果的随机性和动态性.该模型粒子可控性强,计算量大大降低,并具有很强的可扩展性.

基于GPU的实时线绘制及水墨仿真研究

为了由简单三维输入自动生成水墨仿真风格图像,提出了一种基于GPU的实时线绘制算法及水墨仿真算法。提出的微分几何线绘制算法结合了视点相关和视点无关两类特征线的绘制,利用了多种曲率信息和风格化纹理。由于GPU加速和风格化纹理的设计,该算法达到实时且风格化可控,方便了国画仿真,仿真计算将水墨看作二维流体,利用LB方法模拟水墨在宣纸中的边缘扩散。通过对比大量的绘制结果以及和其他方法的比较,结果表明,该方法的绘制结果更加清晰逼真,绘制实时完成且完全自动化。

仿真水墨扩散效果的元胞自动机改进模型

从水墨动态扩散机理分析着手,对元胞自动机模型进行了改进,融入了能真实表征水墨扩散效果的特性因素。首次引入了纤维元的容墨和积墨状态,并采用量化方法简化和建立了墨粒子迁移和水蒸发演变规则。实验结果表明,本文所改进的元胞自动机模型大大增强了水墨扩散的随机性和动态性,仿真效果更趋真实。同时,对水墨扩散效果的仿真具有普适性,借助3维建模与笔法的建立,可进行各种3维水墨效果与笔法的数字实现。

基于纸的物理建模的水墨画扩散效果仿真

为了更真实地模拟中国水墨画的独特艺术效果,提出了一种全新的基于物理建模的仿真方法。该方法构造了一个可控的物理纸模型以模拟宣纸,再在该模型上进行水墨扩散过程的模拟运行,以实现真实水墨画扩散效果的仿真。通过对宣纸纤维分布随机性的模拟,该方法成功地实现了“粒状现象”和不规则扩散边缘的仿真;并且还能控制致密度、吸水性以及纸纹理以模拟各式各样的宣纸。实验表明,该方法达到了十分自然逼真的仿真效果。

基于渗流力学的水墨画仿真研究

宣纸建模和水墨运移机理建模是水墨画仿真研究中的关键问题。提出了一种考虑宣纸厚度对水墨画成画效果影响且质量可控的有效厚度宣纸模型,并在此模型的基础上将渗流力学的理论引入水墨在宣纸中的运移规律的研究,通过对水墨效果成因物理规律的探究达到对水墨效果的仿真。仿真结果表明建立在该理论上的水墨运移模型能够针对不同质量的宣纸及水墨浓度的变化给出令人满意的仿真效果图。

力反馈技术水墨扩散仿真

将力反馈技术引入中国书画绘制仿真过程,提出基于力反馈技术的水墨扩散仿真方法,实时仿真不同宣纸上笔道的水墨扩散效果.通过研究毛笔受力时笔道轮廓的形成和笔纸之间的水墨传输过程,提出毛笔笔道的仿真算法.研究不同宣纸的纤维分布及其对水墨的吸收和扩散,构建以纸元为基本单位的参数化宣纸模型.利用水墨在纸元间的传输有效地仿真了"粒状现象"和笔道扩散区域墨色的深浅变化.基于硬件组件HP xw 8600工作站和Phantom Desktop力反馈设备,构建力反馈技术虚拟绘制系统.用户可以通过Phantom Desktop力反馈设备在不同的宣纸上实时绘制出有扩散效果的笔道,增强了虚拟绘制过程的真实感.

基于物理模型的水墨画仿真实现

为了解决水墨画仿真中真实感效果难以实现的问题,用基于物理模型的方法对水墨画的仿真进行探索,以动仿静。选择水墨画中的吸附水墨画为模拟对象,用Navier-Stokes方程对水墨流动进行控制,用半拉格朗日方法进行求解,在GPU(Graphics Processing Unit)上加速实现。实验结果表明,物理模型能反应流体运动的内在物理特性,能逼真地模拟各种自然物理现象;最后形成的模拟效果,水墨画韵味十足,而且具有抽象的艺术效果,是计算机技术与艺术融合的有效尝试。

基于经验的中国水墨画毛笔笔道的仿真

综合物理模型和经验模型的优点,本文提出一种基于经验的一维笔模型。该模型创造性地采用"死元"和"活元"的思想模拟毛笔的分叉、飞白等效果。在此基础上,将毛笔笔道抽象成为笔道模型,使用路径来控制毛笔运动轨迹的瞬时状态,并定义了一套完整的水墨传输机制。笔模型和笔道模型将构成整个笔道仿真体系,该体系模拟了毛笔的真实绘制过程,其结果将传递给纸模型进行扩散,以实现仿真各种笔道效果的最终目标。

3D水墨线皴渲染的仿真研究与设计

皴法是历代画家根据山石的地质构造外形或树木的表皮状态而创造的表现形式,用来表现山石和树皮的纹理。对3D模型进行皴法渲染主要采用了非物理仿真方法,直接从线皴中典型的披麻皴的外观特征入手,提出了一种在3D模型上仿真披麻皴的方法。首先通过确定笔道位置、控制笔道方向得到笔道关键线,并对其进行风格化处理,再结合笔模型和笔法模型绘制笔道。利用提出的算法能够灵活控制皴法笔道的密度,得到典型的披麻皴效果。

Graphical Simulator for Chinese Ink-Wash Drawing

Simulating the traditional painting art by computer graphics is a challenging and attractive subject. Basing on the experience in the ink wash drawing, in this paper, we expound the artistic characters of ink wash painting and particularly analyze the characteristics of the materials used in the ink wash drawing and the relationships between them. A simulation model is presented and some typical visual effects of the ink wash painting are realized.