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美术研究|她用计算机绘制油画,大师说我走了(3)

来源:艺术研究 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-08 12:00

【作者】:网站采编

【关键词】:

【摘要】本文算法步骤如下: 输入.目标图像I,切线方向场F,上一层画布Ck1,增量Voronoi序列S,笔刷kB. 输出.当前层画布Ck. Step1.利用Ck1初始化当前层画布Ck. Step2.计算C和目

本文算法步骤如下:

输入.目标图像I,切线方向场F,上一层画布Ck1,增量Voronoi序列S,笔刷kB.

输出.当前层画布Ck.

Step1.利用Ck1初始化当前层画布Ck.

Step2.计算C和目标图像I之间的像素差异,并设置采样点计数器i0.

Step3.比较i与length(S):

Step3.1.若i< length(S),执行下一步;否则,转Step4;

Step3.2.获取笔刷流线的初始位置,并计算该位置的切线方向场和颜色值;同时,定义笔刷流线的顶点数组L[],并将i增加1;


Step3.3.比较L的长度与B的最长长度:k

若L的长度小于B长度,执行下一k步;否则,转Step3.4;

判断当前位置:画布与目标图像像素的误差、与初始位置颜色的差别以及与前一位置方向的差别是否超出给定阈值.若没有超出阈值,执行下一步;否则,转Step3.4;

判断当前位置是否在当前层已经被覆盖.若没有被覆盖,执行下一步;否则,转Step3.4;

将当前位置加入到L中,并根据该位置的切线方向场和笔刷大小bk确定笔刷流线的下一位置.同时,更新当前位置及其方向场,转Step3.3;

Step3.4.比较L的长度与bk的最短长度.若L长bk度大于Bk最短长度,执行下一步;否则,转Step3;

Step3.5.根据L绘制笔刷流线,并使用纹理贴图的方法进行笔刷绘制.同时,根据绘制后的画布更新画布与目标图像的误差,转Step3.

Step4.输出当前层画布Ck.


3,实验结果与分析

本文实验平台为 CPU, 12GB内存、Windows 10系统,选取3种不同尺度的笔刷进行实验,其中从大到小笔刷的半径分别为26px,8px, 2px.图4所示为本文算法的一些中间结果,其中,图4a为输入图像.图4b~图4d分别为从大到小笔刷的流线图,其中蓝、绿、红线条分别表示第1~3层对应的笔刷流线.从图4可以看出,不同大小笔刷的使用次数随着绘制层数的增加而递增;笔刷的位置与笔刷大小及输入图像细节紧密相关.图4e所示为使用本文算法得到的输入图像的切线方向场.图4f~图4h分别是使用不同尺度笔刷分层绘制的结果.从图4可以看出,图4f使用大笔刷布置底色,表现出画布的整体布局;图4g在底色的基础上根据笔刷流线的指导加入了中等尺度的笔刷,增加了画布的细节;图4h使用小笔刷对细节进一步精化.为了模拟油画涂料的层叠感,本文采用Phong光照模型渲染笔刷高度场.图4i所示为各层笔刷叠加得到的高度场,图4j~图4l分别为各层笔刷绘制图加入高度场后渲染的结果.从最终结果图4l中可以看出,本文算法可以得到逼真的油画风格化结果.图5展示了本文算法的一些其他结果图.为了体现油画线条多样性和多元化的特性,图6展示了使用不同样式笔刷绘制的结果.

图7对比了本文和其他算法的绘制结果,通过对比表明,本文算法在模拟了实际绘画过程的同时,还能生成高质量的油画结果.但本文算法还存在一些局限性:如图7最后一组对比结果所示,当目标图像的前后景接近时,绘制结果将很难表现出图像的细节特征。





4,结语

本文提出了一种基于多尺度笔刷的分层油画绘制算法.该算法使用多尺度的笔刷按照从大到小逐层对油画进行绘制,模拟了真实绘画中由粗到精的绘画过程.在每一层的绘制中,利用增量Voronoi序列确定笔刷的位置;利用结构张量计算的切线方向场确定笔刷流线的方向.同时,算法对笔刷流线的长度和曲率等属性进行约束,使得流线更符合实际绘画.基于笔刷流线,本文使用笔刷形状和笔刷高度场进行纹理贴图模拟真实油画笔刷的效果.实验结果表明,本文算法在模拟实际绘画流程的同时能够生成高质量的油画结果,对于算法的局限性,将进行深入研究。

参考文献(References):

(邓盈盈,唐帆,董未名.图像艺术风格化的研究现状[J].南京信息工程大学学报:自然科学版, 2017, 9(6): 593-598)

(陈佳舟,胡文文,何栋,等.提示笔刷的数字油画画布自动生成[J].图学学报, 2015, 36(3): 331-338)

[13] Wang C M, WangRJ. Image-based color ink diffusion ren-dering[J]. IEEE Transactions on Visualization and ComputerGraphics, 2007, 13(2): 235-246

作者:陈颖,荆树旭,石剑,陈彦云,柳有权,张彩荣;

文章来源:《艺术研究》 网址: http://www.ysyjzz.cn/zonghexinwen/2021/0908/1829.html

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