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历经几千年的发展,水墨画形成了诸多的风格派系和繁杂的技法。这使得水墨画的学习难度大、不易掌握,在普通大众中出现难以推广的尴尬境地。而将其应用于动画产业中制作又太复杂。手绘草图不需要复杂的交互工具,绘制迅速,对精确度要求低,普通人众很容易学会。对专业动画绘制者来说手绘草图比水墨画速度快,节约成本。因此,基于草绘的水墨风格绘制技术的研究对中国传统的水墨画艺术弘扬和传播具有很重要的价值。
本文通过对中国水墨画特点的深入观察分析,并借鉴近年来中国水墨画仿真研究的成果,以传统基于原始笔迹的仿真模型为理论基础,提出了一种将草绘图转化为具有2.5维效果的水墨画生成方法。该方法是让用户输入草绘图画,计算机自动提取轮廓和生成骨架;采用水墨扩散的方法为区域设色;然后利于骨架对其周围部分使用进行色度增减,出现符合水墨画意境的2.5维效果;最后对边界进行不规则处理,即绘制出一副有层次和力度的水墨画。该方法主要由三个部分组成:轮廓和骨架提取算法、水墨扩散算法和应用分形仿真不规则轮廓算法。
(1)根据草绘图转化水墨画的要求,提出了基于Laplacian算子的边缘检测算法,摈弃其易产生双边缘、连续性差的缺点。通过骨架提取方法比较,选取基于数学形态骨架提取方法,得出骨架。
(2)将宣纸看成一张纤维网,同时考虑水、碳粒子与纸发生扩散和渗化作用,提出基于边缘和骨架的水墨扩散算法。
(3)由于水墨扩散算法的局限性,有些扩散边缘较为整齐。为增强水墨画的写意性,提出koch分形技术生成不规则轮廓算法。该算法在扩散区域最外层模拟一条不规则的扩散边界,使得扩散效果更逼真。
实验结果表明,本文提出的基于草绘的水墨风格绘制方法成功地实现了水墨效果的模拟,并很好的在水墨扩散效果中体现出国画所特有的意境。