中国水墨画仿真中几个关键问题的研究

摘要

随着现代科学技术的发展,借助计算机对传统绘画艺术进行仿真成为近年来人们研究的热门话题.计算机图形学作为科学与艺术结合而产生的一门学科,在其中扮演着举足轻重的作用.对油画、水彩画等西画系艺术品类的仿真研究,由于开展得比较早以及技术上的强大优势,已经取得了卓越的可视化效果.然而对于东方画系的中国水墨画,仿真研究尚处于初步阶段.在课题组前期研究工作的基础上,通过分析和观察大量水墨画作品,该文对水墨画仿真中的几个关键问题进行了深入的研究和探索,并针对不同仿真目标提出了相应的仿真模型,既降低了整体仿真的难度,也丰富了仿真系统的功能,取得了令人满意的艺术效果.为模拟水墨在宣纸上扩散后笔道周围出现的不规则边界,该文提出了应用分形仿真水墨扩散轮廓的方法.该方法通过流体仿真模型产生扩散笔迹,利用分形在扩散笔迹的最外层模拟一条不规则的扩散边界,并填充两者之间的空隙,使得最终的扩散效果更自然、逼真.为了方便用户进行艺术创作,该文提出了建立毛笔笔划库的概念,并建立了基于自回归模型的计算机书法模型.通过建立毛笔书法的笔划库,利用自回归模型从笔划库中查找与用户输入相匹配的笔划,最终生成一个完整的毛笔字.该文还对水墨画中

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2解决的方法

1.3课题背景及现实意义

1.4本文结构

第二章中国水墨画仿真的研究现状

2.1西画的仿真成果

2.1.1水彩画(watercolor)仿真

2.1.2钢笔画(pen-and-ink)仿真

2.1.3其它风格的NPR(Non-Photorealistic Rendering)

2.1.4成熟的绘画软件

2.2水墨画的绘画工具和材料

2.2.1毛笔

2.2.2宣纸

2.2.3水墨

2.3水墨画仿真的研究现状

2.3.1毛笔建模的研究

2.3.2宣纸建模的研究

2.3.3水墨传输模型的研究

2.3.4水墨画的NPR

2.4本项目组的相关工作

2.4.1中国水墨画各组成要素的材料特性

2.4.2毛笔行为的模拟研究

2.4.3宣纸的模拟研究

2.4.4基本扩散效果的模拟研究

2.4.5应用粒子系统模拟动态的扩散效果

2.4.6“干笔飞白”等复杂效果的仿真研究

2.4.7山水画仿真生成的研究

第三章应用分形仿真水墨扩散轮廓

3.1基本扩散效果仿真

3.1.1细胞交换法

3.1.2逐圈扩散法

3.1.3颜色传递法

3.2应用分形仿真不规则扩散轮廓

3.2.1分形几何与分形艺术

3.2.2应用分形仿真扩散轮廓的解决方案

3.2.3分形边界的产生算法

3.2.4分形曲线的绘制

3.2.5分形多边形的产生

3.2.6分形边界的形成

3.2.7主体扩散效果和分形边界的融合

3.3仿真作品

第四章基于自回归模型的计算机书法的仿真研究

4.1计算机书法的研究现状

4.2基于自回归模型的计算机生成毛笔书法的构想

4.3笔划矢量化

4.3.1笔划轮廓的提取

4.3.2数字化拟合

4.4书法笔划库的组织结构

4.5用户输入和笔划匹配

4.5.1笔划类别匹配

4.5.2笔划形状匹配

4.6结论和未来工作

第五章“梅兰竹菊”及树木的仿真

5.1植物建模的研究现状

5.1.1基于分形的植物建模

5.1.2 A-系统

5.1.3粒子系统

5.1.4 L-系统

5.1.5分步生长系统

5.1.6忠实于植物生长结构的系统

5.1.7基于交互的植物建模方法

5.2水墨画风格树木生成的解决方案

5.3树木骨架的生成

5.4树木骨架的水墨画风格渲染

5.5树叶的生成和渲染

第六章总结和展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢