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非真实感绘制(Non-Photoreal istic Rendering,NPR)从20世纪90年代中期开始逐渐成为计算机图形学的一个研究热点,是计算机技术和绘画艺术相结合的一个研究领域,主要目的不是利用计算机生成具有照片般真实感(Photorealistic Rendering,PR)的图形,而在于模拟各种艺术风格的绘画。
目前已经有多种艺术风格画被成功模拟,如水彩画、蜡笔画、钢笔画、油画等等。水墨画是中国的一种传统的绘画艺术,采用文房四宝“笔、墨、纸、砚”作为绘画工具,其画风朴素抽象、笔划简洁但富于暗示,是我国优秀的文化传统。对水墨画的模拟实现,不仅是传承我国优秀文化的一种新方式,也是对NPR技术的一种新的拓展。从单纯地以样条曲线生成类似于毛笔的笔划,到沿着笔划路径“贴”水墨纹理,再到逐渐考虑到绘画工具的物理特性而对毛笔、纸张、墨等进行建模,现在已经可以利用手写装置实时地在电脑上进行水墨画的创作,这些模拟方法越来越完善,模拟效果越来越逼真。
但上述这些方法或系统的应用却需要用户具备一定的绘画技术,才能创作出一幅令人满意的水墨风格画作品。本文通过对中国画创作的工具与材料以及其表现技法的研究,阐述了中国水墨画独特的艺术特点。介绍了目前国内外对中国画仿真采用的主要方法,重点介绍了适合计算机自动绘制的一种方法—基于图像的非真实感绘制方法。在这种绘制方法的基础上,提出了一种基于笔划边缘的水墨扩散算法,利用该算法能够不依赖用户的先验知识,自动将一幅彩色图像转化为具有水墨画效果的图像。
实验表明,本文提出的基于图像的绘制方法能将真实感的图像转化为令人满意的具有水墨风格的图像。