基于图像的油画风格绘制关键技术研究

摘要

非真实感绘制(Non-Photorealistic 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，指的是利用计算机生成不具有照片般真实感(Photorealistic Rendering，PR)，而具有手绘风格的图形的技术。其目标不在于图形的真实性，而主要在于表现图形的艺术特质、模拟艺术作品。NPR技术允许艺术家们强调某些细节而同时忽略其他细节，因此艺术家们可以借此利用NPR的风格画模拟技术，生成不同风格的图像艺术作品。
　　 对于计算机模拟油画风格画的绘制来说，有两个基于图形图像处理的方法：艺术媒介模拟，例如油画画布和画刷的模拟；模拟艺术创作过程去自动创建油画。本文结合这两种绘制方法来创建具有油画风格的艺术作品并设计一个软件，它将处理输入的光栅图像并根据用户自定义分割级别对输入图像进行分割，然后对分割后的结果进行平滑处理，随后从这些处理的区域中抽取骨架，最后由这些骨架中的点集生成由笔划组成的油画风格图像。本论文所做的工作不像其他NPR绘制方法是基于像素级别的风格化处理，而是基于笔划级别的风格化处理。
　　 本文设计的软件让用户可以通过设置灰度级别来加强绘制效果，并且通过Alpha混合叠加底图，更进一步增强绘制效果；软件还能够提供用户局部加强感兴趣部位的灰度级来加强局部效果。软件运行结果表明通过本文设计的油画风格化绘制方法能够将真实感的图像转化为令人满意的油画风格图像。

目录

文摘

英文文摘

声明

学位论文的主要创新点

第一章 绪言

1.1 引言

1.2 研究和应用背景

1.2.1 计算机艺术的发展与现状

1.2.2 NPR的研究现状

1.2.3 NPR的研究意义

1.3 本文研究内容及组织结构

1.3.1 研究内容

1.3.2 组织结构

第二章 油画风格画的相关技术

2.1 油画的艺术特点及绘制技巧

2.1.1 油画的起源及基本绘制技巧

2.1.2 油画中笔触的表现

2.2 计算机模拟绘制技术介绍

2.2.1 绘制媒质模拟

2.2.2 绘制技巧的模拟

2.3 国内外研究现状

第三章 总体设计

3.1 研究路线

3.2 软件设计

3.2.1 功能设计

3.2.2 软件详细设计

3.2.3 系统平台及开发环境

第四章 图像的分割及平滑

4.1 图像的分割

4.1.1 图像分割简介

4.1.2 区域生长分割算法

4.2 本文采用的图像分割方法

4.2.1 输入图像的预处理

4.2.2 本文图像的分割实现

4.3 分割区域内部孔洞填充的实现

4.4 图像的平滑及去噪

4.4.1 基于形态学的二值图像处理

4.4.2 本文图像的平滑与去噪实现

第五章 骨架的抽取及笔划的生成

5.1 骨架的概念

5.2 骨架抽取的相关算法

5.2.1 模拟烧草模型的方法

5.2.2 基于距离变换的方法

5.2.3 Voronoi图的方法

5.2.4 各类骨架算法的比较

5.3 本论文采用的骨架抽取方法及实现

5.3.1 距离变换与骨架

5.3.2 利用细化算法提取骨架

5.4 笔划的生成

5.4.1 骨架点集的组合

5.4.2 组合要素

5.4.3 笔划的组合

5.5 本章小结

第六章 软件运行结果及结论

6.1 软件运行结果及绘制效果

6.1.1 软件运行结果

6.1.2 绘制效果

6.2 本文总结及展望

6.2.1 主要完成的工作及难点

6.2.2 主要创新点

6.2.3 下一步工作及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢