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计算机图形学课程设计综述*名：***学号：专业：信息软件10-1计算机图形学在游戏领域上的应用 (3)一.计算机图形学的定义 (3)二.视频游戏的历史 (4)三.图形学在游戏中的应用 (5)1.几何学 (5)2 动画 (6)3.绘制 (6)四.总结 (9)计算机图形学在游戏领域上的应用计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
它的研究分为两部分：一部分研究几何作图，包括平面线条作图和三维立体建模等；另一部分研究图形表面渲染（Rendering）包括表面色调、光照、阴影和纹理等表面属性的研究。
目前，计算机图形学的应用已深入到真实感图形、科学计算可视化、虚拟环境、多媒体技术、计算机动画、计算机辅助工程制图等领域。
综观计算机图形学的发展，我们发现图形学的发展迅速，而且仍在快速的向前发展。
并且已经成为一门独立的学科，有着广泛的发展前景。
一.计算机图形学的定义计算机图形学：(Computer Graphics。
简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在汁算机t{I表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的。
如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。
计算机图形学一个主要目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。
为此，必须建立图形所描述场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。
同时，真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
电脑显卡的动态光影和阴影渲染电脑显卡一直以来都是游戏玩家和设计师关注的焦点之一，因为显卡能决定游戏画面的流畅度和显示质量。
随着科技的不断发展和创新，电脑显卡不仅在画面处理能力上有了显著提升，还在动态光影和阴影渲染方面取得了重大突破。
本文将探讨电脑显卡的动态光影和阴影渲染技术，以及其对游戏和设计领域的影响。
一、动态光影渲染动态光影渲染是指在游戏或设计过程中，根据光照的变化实时计算和呈现场景中的光影效果。
传统的光影渲染技术主要是基于预先计算的静态光影贴图，只能呈现固定的光照效果，并不能实时适应场景变化。
而动态光影渲染技术则通过显卡的强大计算能力，实现了实时的光影效果，并且能够适应光源和相机的变化。
在动态光影渲染中，显卡需要对场景中的光源进行实时的光照计算，然后将计算结果应用到场景中的各个物体上，以达到真实感的效果。
这需要显卡具备较强的图形处理和计算能力，能够在短时间内完成复杂的光照计算。
现代显卡普遍采用了像素着色器和顶点着色器等计算单元，能够高效地进行大规模的并行计算，以满足动态光影渲染的需要。
动态光影渲染技术在游戏领域的应用尤为广泛。
通过实时计算光照效果，游戏画面能够呈现更加真实和生动的场景。
玩家在游戏中能够感受到光照的变化、物体的真实阴影和反射效果，增加了游戏的沉浸感和代入感。
此外，动态光影渲染技术还对游戏的氛围和战略性产生了重要影响，例如玩家可以根据光线的变化来制定游戏策略，或是利用阴影和反射来隐藏和掩饰自己的行动。
二、阴影渲染阴影渲染是指根据物体和光源的关系，实时计算和呈现物体在不同光照下的阴影效果。
传统的阴影渲染通常使用阴影贴图或体素的方式来表示阴影效果，这种方法只能提供静态的阴影效果，并不能适应光源或物体的变化。
而现代显卡通过动态阴影渲染技术，能够实时计算和呈现物体的阴影，并且能够自适应场景的变化。
在阴影渲染中，显卡需要根据光源的位置和物体的几何形状，实时计算物体在不同位置和角度下的阴影效果。
基于实时摄影测量的香肠几何尺寸检测方法刘潇;赵西安【摘要】针对香肠生产中几何尺寸检测的需求，采用双目摄像装置，提出基于数字图像处理技术和实时摄影测量技术的方法计算流水线上的香肠长度，实现实时、在线、非接触测量，给出了该测量系统的完整实现方案，实验结果表明，该系统基本满足工业流水线上香肠几何尺寸检测的要求．%To aim at the requirements of geometric dimension-measurement of sausage on the production line, it is provided a method based on digital processing technology and real-time digital photogrammetry technology, using binocular cameras device, to achieve the length of sausage by real-time, online and non- contact measurement. And the complete solution of the measurements system is given in the paper. The experimental results show that the measurement system basically met the requirements of measurement for the sausage on the production line.【期刊名称】《北京建筑工程学院学报》【年(卷),期】2012(028)004【总页数】5页(P33-37)【关键词】实时摄影测量;几何尺寸;图像处理;定标【作者】刘潇;赵西安【作者单位】北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院,北京100044;北京建筑工程学院测绘与城市空间信息学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】P231.5随着计算机视觉技术的不断发展，立体视觉传感器得到了越来越广泛地应用，尤其是双目视觉传感器以其结构简单、使用方便等诸多优点被成功地用于工业检测、物体识别等领域，受到了国内外许多学者的高度重视.在工业检测中采用两台性能相同的面阵CCD摄像机组成双目视觉传感器，利用棋盘定标法进行高精度摄像机定标，在定标过程中利用共线方程解算摄像机参数，并利用已知控制点检测定标结果以保证高精度.在实时量测部分，首先对获取的立体像对进行二值化、中值滤波、剔除孤点等处理，以方便程序快速读取图像满足实时测量要求.同时，定位火腿肠端点、利用定标结果解算火腿肠端点三维坐标，根据空间中两点间的距离公式解算火腿肠长度.通过VS2010编写程序实现该设计，实验结果表明该方法达到了满意的精度.1 影像实时获取与预处理1.1 目标捕捉与影像获取采用主动式红外触发装置控制相机对生产线上运动目标进行捕捉与影像获取.相机分为四部分:红外传感器触发装置、双目相机和主机系统.红外传感器触发装置固定在传送带上摄影区域的两侧，不停地发射和接受红外激光，一旦传送带把火腿肠传送到摄影区域，红外传感器触发装置采集到的数据就会发生异常，此时红外传感器触发装置产生脉冲信号，并将其传递到双目相机，从而触发相机拍摄.1.2 图像预处理1.2.1 二值化本实验获取的原始拍摄影像是8位的灰度图像，灰度图像有256个灰度阶，由于色阶过多，很难选定阈值将香肠和背景分离，因此要将拍摄图像转换为二值图像.灰度图像转换为二值图像的过程即是从0～255中选择一个灰度阶当作阈值.例如128，把灰度阶小于或等于128的像素的灰度值赋值0，即转换为黑色，把大于128的像素的灰度值赋值为255，即转换为白色，就完成了二值图像的转换.但是在选择阈值的过程中，要视情况而定，阈值过小，部分香肠上的像素点可能会误判为白色，香肠的信息就可能缺失，特别是端点信息;阈值过大，就可能把香肠的阴影部分以及背景的部分信息误判为黑色，为端点定位增加难度，因此，选择的原则是尽可能的把香肠与背景分离.本实验中采用人工选择法［1］，选出阈值，根据分割效果，不断地交互操作，从而选择出较佳的阈值.通过试验，阈值选为120效果非常好.图1 灰度图像1.2.2 孤点去除二值图像的边缘一般都存在锯齿形状的凸起，对于后期的香肠端点识别有一定的影响，因此对二值图像进行中值滤波，进而平滑图像的边缘.另外，由于拍照的底板不可避免地存在一些离散的小物体，二值化以后就跟香肠的灰度一样呈现黑色，会被误当做香肠端点，因此要将其剔除.这些离散的点一般都很小，大概3～5个像素，本实验采用递归的方法［2］来判断这些点是否为离散点，若此点是离散点，则把它剔除.离散点的判断方法如图5所示.图2 阈值为80的二值化图像图3 阈值为120的二值化图像图4 阈值为200的二值化图像2 影像高精度定标本实验中需要计算香肠的端点坐标，而空间物体表面某点的三维几何位置与图像中对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的，几何模型参数就是摄像机的参数，大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个过程就是摄像机定标［3］.图5 递归法剔除离散点的流程图图6 带有离散点的图像图7 剔除离散点后的图像描述摄影物镜像方节点与像片之间相关位置的参数称为像片的内方位元素［4］.在恢复内方位元素的基础上，确定像片在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为像片的外方位元素［4］.高精度定标则是求解精确的内、外方位元素.本实验所拍摄的影像是一个中心投影构像，因此可用摄影测量中的关键数学模型［5］——共线方程来求解各个参数.式中:x，y为像点的像平面坐标;x0，y0，f为影像点的内方位元素;XS，YS，ZS为摄像头的物方空间坐标;X，Y，Z 为物方点的物方空间坐标;ai，bi，ci(i=1，2，3)为影像外方位元素组成的9个方向余弦.定标过程为:本实验采用棋盘格模板的摄像机标定［6］方法，如图8所示，在棋盘上选择8个控制点，已知它们的像点坐标和空间坐标，代入共线方程求解未知数，即摄像机参数.为了验证定标是否正确，将控制点的像点坐标和求得的参数的值代入式(1)，求得控制点的空间坐标，并与控制点的真实空间坐标进行对比，若误差很大，则要重新定标.图8 棋盘模板2.1 参数的解算式(1)经变换可写成以下形式［7］:其中，参数L是内、外方位元素的函数.当有n个控制点时，可列出2n个方程式，此方程需要求解11个未知数，至少需要11个方程，本实验有8个控制点，可以列出16个方程，写成矩阵的形式如下:即AX=L.其中A阵为由像点坐标和物方坐标构成的16×11的系数矩阵，X阵为由L构成的11×1的未知数矩阵，L为由像点坐标构成的16×1的观测值矩阵.根据最小二乘法，可求得未知数矩阵为X=(ATA)-1ATL.但是这样求得的L系数并不精确，考虑到数码相机物镜畸变差［8］，在式(1)中引入相应的物镜畸变差改正项，用上步求得的L系数首先反算出像主点坐标(x0，y0)和像片主距 f，然后再解算 L系数.解算11个L系数及一个畸变差系数K1可直接套用间接平差的数学模型公式，这个过程是一个迭代过程，其迭代判据可依据像片的x向主距fx，以fx相邻两次运算的差值是否小于0.01 mm作为判断.2.2 反算求解控制点物方空间坐标在求解L系数以后，依照式(1)列出物方空间坐标(X，Y，Z)近似值的解算关系式:利用式(4)求解空间坐标的初始值，并求改正了非线性误差的坐标，得到(X，Y，Z)的误差方程式形式为:其通式为:V=NS+Q其解为:S=［X Y Z］T=-(NTN)-1NTQ此运算是迭代运算过程，可以物方空间坐标精度要求的1/10作为迭代判据，用反求出控制点的空间坐标，与已知控制点的空间坐标比较，来判断定标是否准确.若准确则L系数可用于下一步计算，否则重新定标计算.3 影像实时测量3.1 特征点的定位测量香肠的长度时，本实验采取的方法是首先确定香肠的两个端点，然后解算两端点的物方空间坐标，进而求得香肠的长度，即两点之间的距离.本实验中确定香肠端点的方法是:沿相片的x方向，取相片的中点，在中点位置沿y方向做垂线，香肠的边界，像素点由白到黑，另一边界像素点由黑到白，这样在这条垂线上，可以确定香肠的两个边界点.由x方向的中点位置，向左、右隔100个像素分别做2条这样的垂线，确定这4条垂线上香肠的每对边界点.分别取这5对边界点的中点，对这5个中点运用一元线性回归分析的方法，拟合出香肠的中线.中线与像片的边界会有两个交点，从交点出发，沿中线，向中心检测，若像素点由白变黑，那么，此黑点便是香肠的端点.3.2 解求香肠长度为解求香肠端点X、Y、Z三个未知数，至少应列出三个方程，即至少应拍摄两张像片.利用3.1节中的方法分别确定左右像片上香肠的两个端点，获得四个点的在像片上的像素坐标，根据像素大小从而获得像点坐标，这样就可以利用求出的L 系数，依照3.2节中的方法求得端点的精确值(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)，在根据平面上两点之间的距离公式d=，求的香肠的长度.4 实验分析与结论本实验抽取了4种香肠进行试验，将计算得来的两点之间距离与手工测量值进行比较，见列表1.表1 香肠长度测量值比较表香肠序号计算长度/mm 精测长度/mm 差值/mm 1 150.31 150.50 0.19 2 150.38 150.50 0.12 3 154.14 154.00 0.14 4 153.83 154.00 0.17 5 163.42 163.50 0.08 6 163.35 163.50 0.15 7 191.78 191.80 0.02 8 191.60 191.80 0.20以上表明，本实验采用的方法对香肠长度的测量具有较高地精度，精度达到0.2mm，可以满足工业检验的要求.由于试验中使用的数码相机性能指标的限制，数据结果存在一定的波动，若在今后的研究中能够使用分辨率更高、光学镜头更好的专业数码相机，则测量精度会大有提高.参考文献:［1］张德丰.数字图像处理［M］.北京:人民邮电出版社，2011:116-118 ［2］徐慧，汪杰，续瑞瑞，等.Visual C++数字图像实用工程案例精选［M］.北京:人民邮电出版社，2004:206-210［3］程黄金.双目立体视觉系统的技术分析与应用前景［J］.电脑知识与技术，2011，7(9):2145-2147［4］林君建，苍桂华.摄影测量学［M］.北京:国防工业出版社，2010:37-39 ［5］王树根.摄影测量原理与应用［M］.武汉:武汉大学出版社，2009:42-44 ［6］杨幸芳，黄玉美，高峰，等.用于摄像机标定的棋盘图像角点检测新算法［J］.仪器仪表学报，2011，32(5):1111-1112［7］冯文灏.近景摄影测量［M］.武汉:武汉大学出版社，2004:150-153 ［8］葛宝臻，李晓洁，邱实.基于共面点直接线性变换的摄像机畸变校正［J］.中国激光，2010，37(2):488-494。
基于水平集的航拍影像阴影检测与去除系统设计摘要:建筑物、树木和山脉等遮挡光线,可能使航拍影像中出现阴影。
而阴影区域的存在可能影响图像后续处理,导致重要信息丢失。
本系统旨在设计自动检测航拍影像中阴影区域并将其去除的系统,选择并搭建基于水平集航拍影像阴影检测算法的进行系统设计。
系统主要功能包括:图像读入、图像去雾、阴影检测、阴影去除。
关键词:航拍影像图像去雾阴影检测阴影去除水平集1 系统研究意义建筑物、树木和山脉等遮挡太阳光线,使遥感航拍影像中存在阴影区域。
阴影区域的存在可能导致重要信息的丢失,进而影响影像的后续处理,如图像配准、图像内容理解、分割、特征提取、目标变化检测和定位等。
阴影检测是遥感航拍影像中地物跟踪、分类和识别等处理的重要步骤之一,目前阴影检测技术可分基于模型与基于阴影属性两大类,基于模型的方法需有关影像中地物几何形状或DSM数据、太阳高度角、传感器参数等知识,计算复杂,且适用于特定场景。
基于阴影属性的方法通过分析阴影区域在亮度、几何结构和颜色等方面的共性及其与非阴影区域的差异来检测阴影区域,应用比较复杂[1]。
本系统旨在开发设计自动检测航拍影像阴影区域并将其去除的系统。
选择并搭建基于非匀质区域水平集航拍影像阴影检测算法的系统开发平台,实现自动检测阴影区域并将其去除。
系统主要功能包括:图像读入、图像去雾、阴影检测、阴影去除。
图像阴影区域极可能含重要信息,准确检测阴影区直接关系到影像后续处理及获取与识别阴影区中重要信息的成效。
本系统所用的算法不仅可解决传统阴影检测方法中对非匀质同块阴影区检测不全面的问题,也可检测到传统方法中漏检的亮阴影区。
检测到的阴影区连续、边缘清晰整齐,并能有效排除绿色植被干扰,检测正确率高,漏检率低,检测全面,阴影区提取方便。
2 国内外研究现状G.D.Finlayson等最早提出利用彩色不变量来进行阴影检测、阴影消除[2],但是这些彩色不变量要在图像满足中性界面反射模型的条件下才成立[3],而且很多的航空影像都难以满足此条件。
光线追迹算法光线追迹算法（Ray Tracing Algorithm）是一种用于模拟光线在三维空间中传播、反射和折射的算法。
它通过追踪光线的路径来计算光线与物体的交点，从而得到最终的图像。
光线追迹算法的基本原理是从观察点发射光线，通过与场景中的物体相交来确定光线的路径。
当光线与物体相交时，根据物体的属性（如颜色、反射率等），可以计算出光线的反射、折射或吸收情况。
通过递归追踪光线的路径，最终可以得到从观察点出发的所有光线路径，从而生成真实的图像。
光线追迹算法的核心是确定光线与物体的交点。
为了提高计算效率，通常使用加速数据结构（如包围盒层次结构、kd树等）来对物体进行空间划分，减少不必要的相交计算。
当光线与物体相交时，可以利用光线的方向和物体的几何属性（如平面、球体等）来求解交点。
在光线与物体相交之后，需要根据物体的材质属性来计算光线的反射、折射或吸收。
常见的材质属性包括反射率、折射率、透明度等。
根据材质属性，可以使用菲涅尔公式来计算反射和折射的比例。
对于吸收情况，可以根据物体的颜色和光线的强度来计算吸收的比例。
光线追迹算法还可以处理阴影、反射、折射等光线与光线之间的相互作用。
在计算阴影时，需要判断光线是否被其他物体遮挡。
如果光线被遮挡，则该点处的颜色为阴影颜色；如果光线不被遮挡，则继续计算光线的反射、折射等。
通过递归追踪光线的路径，可以模拟出真实的光线传播和反射效果。
光线追迹算法在计算上要比传统的光栅化算法更为复杂和耗时。
但由于光线追迹算法可以模拟光线的真实传播和反射效果，因此在渲染真实场景和特效时具有一定的优势。
近年来，随着计算机硬件性能的提升和算法的优化，光线追迹算法在电影、游戏等领域得到了广泛的应用。
总结起来，光线追迹算法是一种基于物理光学原理的图像渲染算法，通过追踪光线的路径来计算光线与物体的交点和相互作用，从而生成真实的图像。
虽然计算复杂度较高，但因为能够模拟光线的真实传播和反射效果，因此在渲染真实场景和特效时具有一定的优势。
用几何画板如何制作一个图形向另一个图形方向平移的动画并展示重叠阴影部分？一个图形向另一个图形的方向平移，图形会有重叠的情况，那么如何在平移过程中既展示平移的动画又展示重叠的阴影部分呢？下面主要以正方形为例根据我自己的平时的操作简要谈谈其操作步骤：一.两个正方形是全等的. 1.在直线m 上构造一条线段AB ,并在线段AB 上构造两点O C 、（直接取两点也可），过点C 垂直于直线m 的垂线；分别以O C 、为正方形的中心，以垂线上的线段CD 为半径构造两个全等的正方形，这种方式构图好处是根据需要可以手动控制图形的大小；这里以点O 为中心的正方形作为在线段AB 移动的正方形，以点C 为中心的正方形作“固定不动”的正方形.（见下面截图）2.鼠标点住点O 拖移左面的正方形并与点C 为中心的“固定不动”的正方形呈交叉重叠状.3.构造交叉重叠四边形的内部并取好颜色. （见下面截图）4.制作动画按钮：依次点选O C 、 → 编辑 → 操作性按钮 → 移动 → 设置好“速度”等 → 确定即可得到“移动O C ”的动画按钮.同法再做 “移动O A ” 和“移动OB ”的动画按钮.5.制作系列按钮，其操作是：按需要顺序选中“移动O C ”和“移动O B ”按钮 → 编辑 → 操作性按钮 → 系列 → 依序执行 → 设置好间隔时间等 → 确定即可得到系列动画按钮（这里我命为“向右平移”）；同样的操作选中“移动OC ”和“移动O A ”的系列按钮“向左平移”.6.点击制作的相关动画按钮，观看移动重叠阴影的情况.把有碍画面美观的点、线等作隐藏.两个图形是全等的平移重叠动画制作比较简单.注：鼠标点住D 点调整点的位置可以同时改变两个正方形的大小.二. 两个正方形大小不一样.两个正方形大小不一样的情况下，若是小正方形向大正方形移动，移动到大正方形的两端是交叉重叠的情况，重叠部分阴影的展示比较好弄；而移动到中间是包含关系的，要在移动过程中同时使重叠的阴影展示就增加不小的难度.其操作程序就比前面“两个正方形是全等的”增加了n 倍.1.在直线m 上构造一条线段CD ,并在线段CD 上构造一点O ，过点O 垂直于直线m 的垂线；以垂线上的线段ON 为半径构造大正方形.（注：按如此方式构造的正方形优势在于：鼠标点住N 点通过调整点的位置可改变这个正方形的大小.）2.在大正方形的一边上构造或直接取一点M （见后面截图中的M ）,作点M 关于CD 的反射点M '（对称点），连接MM'交CD 于A 点,作A 关于点O 中心对称（旋转180°）的点B .3.分别构造线段AB CA BD 、、，并分别构造或直接取出线段AB CA BD 、、的点G E F 、、.4.测量线段MA 或M'A 的长度，分别以点G E F 、、为中心，以线段MA 或M'A 的长度为正方形的半径，构造三个全等的正方形.（见后面截图中的三个绿色线条的正方形；可隐藏一些线点，以免干扰后面的操作.）.注：鼠标点住M 点通过调整点的位置可以同时改变这三个正方形的大小，这种构图法比较适用于让学生观看不同情形下的重叠阴影，加深对课本知识的理解.5.鼠标分别点住点G E F 、、可以各自移动三个正方形：把以点E 为中心的小正方形移动至大正方形左面呈交叉状，把以点G 为中心的小正方形移动至大正方形的中间且不交叉重叠，把以点F 为中心的小正方形移动至大正方形右面呈交叉状..6.分别构造左右两边交叉重叠的阴影和中间小正方形的阴影，设置好阴影的颜色，这里统一设置为粉红色.（见截图）9.分别按前面“一大点”的操作方法制作移动动画按钮：“移动E A ” 、“移动G B ” 、“移动F D ”. 再依序选中E C →G A →F B → 编辑 → 操作性按钮 → 移动 →“速度”选“高速” → 确定即可.(见下面的截图左，这里命为“统一向左回归”，是为制作小正方形高速回归原起始位置所用).10.点击在9点的动画按钮虽然可以看到相应的移动动画，但在不同的位置其重E A”要与“藏右”结合并按前面制作系列办法做成组合按钮边上时只显示左面小正方形和交叉重叠阴影，而中间的小正方形和右面的小正方形及其阴影会隐藏，）.照此法G B”要与“隐藏左”、“向右移动；“移动F D”要与“隐“向右移动3”.以此类推！向右移动3”做一个系列按钮可以连续展现小正方移动以及与大正方形重叠并显示阴12.点击动画按钮，观看动画展示的效果.可以把有碍画面美观的其它标签、点、线作隐藏，只留操作动画的需要部分的按钮.注：不同图形在移动过程的左中右三个位置均为交叉重叠的情况，其制作的原理是一样的，只不过过程环节更多.（下图是矩形移向且菱形且中间交叉重叠）以上个人所见，仅供参考！郑宗平 2018.5.17原创。
基于照片的可编辑光照效果卡通人脸生成算法宋阳;刘艳丽【摘要】提出一种基于照片的可编辑光照效果卡通人脸图像生成算法.算法首先提取输入人脸照片的边缘轮廓,生成线条画;其次对输入照片进行本征分解,分离出光照图像和材质图像;然后对光照图像进行光照编辑,如量化、非线性增强等;对材质图像进行抽象化处理,并融合线条画得到卡通图像;最后将编辑过的光照图像添加到卡通图像上生成含有光照效果的人脸卡通图像.实验结果表明:该算法生成的人脸卡通图像效果逼真,并且可对光照进行编辑.【期刊名称】《图学学报》【年(卷),期】2015(036)001【总页数】7页(P83-89)【关键词】人脸;卡通图像;光照编辑;非真实感绘制【作者】宋阳;刘艳丽【作者单位】四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川成都610065;四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川成都610065;四川大学计算机学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TP391非真实感绘制指的是利用计算机生成不具有照片真实感，而具有手绘风格的图形技术。
由于人脸肖像画在日常生活中具有重要作用，因此人脸的非真实感绘制成为非真实感绘制中的一个重要部分。
研究成果可用于广告宣传、影视制作、卡通画制作等许多领域。
在以往的工作中，已经有一些从人脸图像生成卡通画的研究工作。
例如Gooch等[1]介绍了一种模拟人眼的亮度感知的方法，用于绘制黑白漫画效果，同时可以对头像进行夸张的变形；Chen等[2-4]提出了基于样本学习的生成人脸卡通效果图的方法，该方法使用主动轮廓模型[5]提取人脸的特征点，然后利用人脸特征之间存在相对固定位置关系的特点确定人脸各个部分(如眼睛，眉毛)的位置，生成人脸卡通肖像图。
这些方法生成的卡通人脸画都没有利用原图像中人脸的光照信息。
人脸的光照信息特别是阴影信息可有效揭示脸部结构的深度变化，使卡通画更有立体感、更生动。
文献[6]提出了一种可编辑光照的卡通画生成算法，首先生成线条的矢量图，然后用户手动上色。
