面向对象非真实感风格化图像处理技术研究

摘要

非真实感绘制(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(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。目前已经有多种艺术风格画被成功模拟，如水彩画、铅笔划、钢笔划、油画、水墨画等等。油画最基本的绘制技法有三种：以扬凡爱克为代表的透明薄涂画法；以威尼斯提香为代表的不透明厚涂画法；暗部透明薄涂、亮部不透明厚涂的折衷画法。而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。这就是所谓的低水平绘制及高水平绘制。国内研究都是基于某一种水平绘制的改进得到，然而其都没有充分的融合低水平绘制和高水平绘制的技术特点，而本文将结合这两种绘制方法来创建具有油画风格的艺术作品，并且利用一部分的计算机视觉处理来模拟艺术家创作的效果。
　　 本文旨在介绍一种方法来生成一幅模拟油画风格的画。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，对分割后的结果进行平滑处理，从这些处理的区域中抽取骨架，由这些骨架中的点集生成由笔划组成的油画风格的图像，而不像其他NPR绘制方法得到的是基于像素级别的风格化图像。本文设计的软件让用户可以设置灰度级别来加强绘制效果，并且通过Alpha混合加上底图，更进一步的增强绘制效果。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，本文设计的油画风格化绘制方法能将真实感的图像转化为令人满意的具有油画风格的图像。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

第一节 非真实感绘制技术介绍

第二节 研究和应用背景

第三节 非真实感图像绘制的分类及研究方向

1.3.1 半调法

1.3.2 钢笔划和点画

1.3.3 绘画

1.3.4 NPR的研究现状

1.3.5 NPR的研究意义

第二章 非真实感风格化图像处理技术的相关现状

第一节 非真实感技术分类

第二节 风格画模拟介绍

2.2.1 风格画中的线条绘制技术

2.2.2 风格画的计算机一般模拟技术

第三节 面向对象的软件开发

2.3.1 历史回顾

2.3.2 建模

2.3.3 面向对象的编程

2.3.4 面向对象的软件工程

第三章 油画风格画图像处理系统设计

第一节 系统需求

第二节 建立系统的对象类

3.2.1 确定对象类

3.2.2 确定对象类关联属性

3.2.3 事件跟踪图

第三节 系统详细设计

第四节 软件开发环境

第五节 软件运行结果

第四章 图像的综合处理

第一节 图像的分割及平滑

4.1.1 基于区域的分割

4.1.2 本系统分割算法

第二节 图像的平滑与去噪

4.2.1 形态学的定义和分类

4.2.2 本文图像的平滑与去噪实现

第三节 骨架线提取及笔划生成

4.3.1 距离变换与骨架

4.3.2 细化与骨架

4.3.3 笔划生成

第四节 笔划绘制

第五章 结论及展望

第一节 主要完成工作

第二节 下一步展望

参考文献

致谢