基于实时主方向估计的素描渲染

摘要

提出了一种更具鲁棒性的实时主方向估计算法与一种高效率且透视正确的线卷积积分算法,并在此基础上提出了一种素描渲染算法,以解决现有素描渲染算法中渲染结果不够贴近手绘效果以及绘制出的线条的透视错误问题.该算法的核心是首先利用了几何缓冲构建焦平面来获取每个像素点的主方向,并通过对多组焦平面采样的结果进行回归来获得更具鲁棒性的结果,解决了传统主方向实时估计中的黑块问题.相比于需要大量时间且不能改变顶点间关系的预计算算法,能适用于顶点动画以及蒙皮网络.其次,提出了一种新的线卷积算法,使其能在连续的二维及三维空间进行卷积,解决了传统的线卷积中透视出错的问题,并利用有序抖动减少线卷积积分所需的步数,提高了性能.最后结合手绘素描绘制的方式及其在效果表现上的侧重点,通过使用两个主方向夹角的角平分线作为线卷积积分的方向减少了画面的处理复杂度,并对渲染结果的一些细节进行调整,让渲染出的效果更加接近素描应有的效果.实验结果表明:所提出算法的实时主方向估计更具鲁棒性且能适用于复杂模型,且用于素描渲染的线卷积积分的效果以及性能均有提升.