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基于轮廓线的非真实感绘制技术研究

蒋宝吉  
【摘要】:自上世纪90年代开始,在计算机图形学中,非真实感绘制技术走进人类的视野并迅速的发展起来。和真实感绘制相比较,真实感绘制主要是人类对真实世界的模拟,而非真实感绘制技术是建立在人类感知的基础上的,利用计算机绘制出与真实感绘制截然不同的效果,不需要绘制出“像照片一样”的效果,主要利用某种艺术风格对物体进行绘制,可以表现出艺术特性,可以用于模拟艺术作品。并且可以利用某种艺术效果对场景信息进行视觉抽象,忽略次要细节,集中描绘关键部分,简化物体的形状并突出场景中重要信息,能够很好的集中表现所示物体的信息;能够节省大量的时间来完成艺术效果的生成和动画的创作。非真实感应用在身边的各个领域,科技文献插图、建筑设计、动漫游戏、以及美术创作等等,并发挥着重要作用。 本文主要讨论的是非真实感绘制中的一个最基本的问题,模型的轮廓线线条的绘制和合成。在对三维模型的非真实感绘制中,模型的轮廓线绘制扮演着重要的角色,一条虚线可以暗示一种无形的对象,而草图轮廓可以表示强调或运动。在我们对一个三维模型进行绘制的过程中,我们可以选择使用轮廓线对大致轮廓和形状进行勾画,勾画出的模型不仅仅可以让人一目了然,而且还可以突出重点。艺术家为了达到自己的设计想法,常常显式地加强绘制轮廓线,寥寥几笔轮廓线线条就可以完整的描述一个模型的形状特征,通过略去没有表现效果的局部细节,突出关键的信息。轮廓线在非真实感绘制中不仅仅是最基本的,而且起到了至关重要的作用。本文提出了一种新的利用图形硬件GPU绘制笔划和可见性测试的方法,提供了更多对模型进行绘制的风格化选项并能很好的处理曲线笔划。利用先进的可编程图形流水线技术,可以支持轮廓线线条可见性和广泛的风格化选项。实验结果表明,运算速度能够满足交互系统的实时性需求。


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