非真实感绘制技术概述

Schrocde 等人提出的三角网格简化算法通过引入 一些局部判别准则来删除顶点或边，他们的局部判 别准则主要基于相邻面片和边界内部顶点v ，记其周围相邻面片集为S , 则 该点的平坦性标准由下述的距离来描述： d ＝|N· （v 一C )|
其中N为向量
的单位向量。
· 总之，层次细节简化技术的研究主要集中在： 建立不同层次细节的模型。对任意给定的复杂多边 形网格M ，由精细至粗糙建立一模型序列： M0,M1…Mn ，其中M0=Mn 。 建立相邻层次的多边形网格Mi,Mi+1(0<i<n)之间 ：Mi Mi+1 的几何形状过渡：
· 从网格的几何及拓扑特性出发，存在着三种不同基 本化简操作，它们分别是： -顶点删除操作【 SCHR92 ] ，删除网格中的一个 项点，然后对它的相邻三角形形成的空洞作三角剖 分，以保持网格的拓扑一致性； 点删除
· 层次细节简化技术就是在不影响画面视觉效果的条 件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的 几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通 常对一个原始多面体模型建立几个不同逼近程度的 几何模型。与原模型相比，每个模型均保留一定层 次的细节，当从近处观察物体时，我们采用精细的 模型，而当从远处观察物体时，则采用较粗糙的模 型。 · 当视点连续变化时，在两个不同层次的模型之间 就存在一个明显的跳跃，有必要在相邻层次的模型 之间形成光滑的视觉过渡，即：几何形状过渡 《 geomorphs ）。
· 尽管现在的计算机硬件水平有了很大的提高，而且 对于这些真实感图形学算法的研究也有了很大的发 展，但是，满足某些需要实时图形显示的任务要求。 例如 一动态模拟 一实时交互的科学计算可视化 一虚拟现实系统
· 实时真实感图像学技术是在当前图形算法和硬件 条件的限制下提出的在一定的时间内完成真实感图 形图像绘制的技术。一般来说，它是通过损失一定 的图形质量来达到实时绘制真实感图像的目的。就 目前的技术而言，主要是通过降低显示三维场景模 型的复杂度来实现，这种技术被称为层次细节显示 和简化技术。

中的第一 个下 标对应 于像 素的三原 色
Ｅｄ ｕ ｎ Ｓ ｂ
浮雕 效果 为了阐述浮雕效果的处理方法， 下
面先讨 论关于浮雕效 果处理 算法的机 理， 然后给 出算法应用的一个例程。
１ ． 浮雕效果处理的原理
像； 另一种是在运行时改变图像容器 的
Ｐｃｕ ｅ 陛， ｉ ｒＮ＇ 这样可以通过人机交互使 ｔ
慧 羹－煮 ＿ ｒ篓 ｌ 筵◆
采 色 Ｌ
网
２加载图像 ．
加载 图像 文件 是把 已有 的图像 文 件从 外存储器 装入 图像容 器和 读入 图 像 数据 数组 。 装入 图像容 器 是为 直观
可视 ； 读入 图像数 据 数 组是 为便 于处
样
ｌ
ｌ 。 。
像 处理的一个 热｜ 基于２ 点， Ｄ和３ 的图像 Ｄ
提 出了一个 简便、 效、 速获得２ 浮 有 快 Ｄ 雕效 果处理的算法， 并以Ｖ ｓａ Ｂ ｓ ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 为环境给出了该算法 的实现过程 。
该算法基 于２ Ｄ图像网格和相邻 色
分析、 处理 、 合成 ， 生成新的非真实感图
Ｒ ｄ ＝ ｐ Ｍｏ ２ ｅ ＝ ｉ ｘ ｄ ５６
格式。 我们主张先把图像 文件 装入 图像
容器 ， 然后再把图像数据从 图像ｄ２６ ｅ ｐ ｉ ｘ ５） ｏ ５ Ｂｅ： （ｘ ＼ ２６ ＼ ２６ Ｍｄ２６ ｌ ＝ ｐ ｕ ｉ ５ ５） ｏ ５
取方法， 需要预先知道各种 图像 的存储
分别 表示 该 像素 值 的三原 色分 量 ， 则 该 像 素 点的 三 原 色分 离 算 法 可 以表 示为： ｅ ＝ ｐｘ Ｍｏ ５，Ｇ ｅｎ Ｒｄ ｉ ｄ ２６ ｒｅ
＝
ｐ ｌｔ ｅＰｉ （ ） Ⅸ ＿ ￣ ｕ １ｏｔＩ ｃ ｒ ． ｎ ，Ｊ

中图法 分类 号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１
文献 标识 码１） ５１４ —３ １０—０４（０ １０ ．７ ６０
Ｅｆｅ ｔ ｅｍｅｈ ｄ ｆ ｒｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｏ — ｈ ｔ ｒ ａｉｔ ｎ ｍａｉ ｎ ｆ ｃｉ ｔ ｏ ｏ ｅ ｅ ａｉ ｆ ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｉ ａ ｉ ｔ ｖ ｏ ｎ ｓｃ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｓａｕ ｉ ｕ ｎ ｍａｉ ｎ ｓｙ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ Ｄ ｄ ｌ ｎ ｌｍ ｉ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｒ ｏ ｑ ｅ ｔｄ ｉ ｏ — ｈ ｔ ｒ ａｉｔ ｎ ｍａｉ ｎ ｓｒ ｃ ： ｎ ｑ ｅ ａ ｉ ｔ ｌ， ｃ ｕ ａｅ ３ ｍｏ ｅ ｓ ｄｉ ｕ ｎ ｔｏ ｄ ｌ ｅｎ ｔ ｅ ｕ ｓ ｎ ｎ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｉ ａ ｉ ｔ ， ｏ ｔ ａ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｓｃ ｏ
２．Ｄｅ ａｔ ｅ ｔ ｆＭ ａｈ ｍ ａｉｓａ ｄ Ｃｏ ｐ ｔｒ Ｃｈ ｏ ａ ｇ Ｔ ａ ｈ ｒ ｌ ｇ ， Ｃｈ ｏ ｎ ２ ０ ， Ｃｈｉａ ｐ ｒｍ ｎ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｍ ｕ ｅ ， ｏ ａ ｙ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓＣｏ ｌ ｅ ｅ ａ ｙａ ｇ １ ０ ０ ２ ｎ；
ｉ ｅｓ ｔ ａｓｕ ｅｉ ｅ ｎ ｎｔ ｏ ｇ ｏ ｔ ｏ ｓ ｖｒｉｇｔ ｉｐ ａｅ ｅ ｍｅ ｈ ｉｏ ｆ ｎｏｊｃ ｔ ｎｉ ｇ ｎ ｆｔｒ ｗｉ ｏ ｃ ｇ ，ａ ｄｔｅ ｒｕ ｈｃｎｉｕ ｕｌ ａｙｎ ｅ ｈ ｓｓ ｖ ｒｉ ，ｔｅｖｓ ｎｏ ｂｅｔｎｍｏｉ ｉｅ ｌ ｈ ｒ ｍａ ｈ ｈ ｎ ｙ ｈｒ ｏ ｔ ｉ ａ ｉ ｏ ｓ ｖ
１４ ２ １， ｏ． ， ｏ 计 算 机 工 程 与 设 计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎｉ ｅｎ ｄ ｅｉ ７６ ０ １ Ｖ １ ２ Ｎ ． ３ ５ ｏ ｐｔ Ｅ ｇ ｅ ｉ ａ Ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ｒ ｇｎ ｇ

本科生毕业论文（设计）题目非真实感图形线条渲染的交互性研究姓名与学号刘旸 3043027026指导教师耿卫东年级与专业数字媒体 05级所在学院计算机学院A Dissertation Submitted to Zhejiang University for the Degree of Bachelor of EngineeringTITLE:Line Rendering in Interactive InstallationAuthor: Supervisor: Liu YangSubject: Geng WeiDong College: Digital Media 05 Submitted Date: Computer Science College 6/9/2009浙江大学本科生毕业论文（设计）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。

2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。

3. 本人承诺在毕业论文（设计）选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。

4. 在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

毕业论文（设计）作者签名：年月日浙江大学本科毕业论文摘要摘要本文对计算机图形学领域的非真实感图形绘制技术（NPR）进行了简要总结，着重研究NPR绘制技术与交互装置设计的结合方式。

结合NPR绘制技术实现的人机交互装置，模拟传统绘画的技法，将现实环境内的信息转换并呈现为经过艺术抽象的图像，参与者通过身体的运动，或辅之以其他手段，促成人与装置间的信息传递，进而影响图形渲染的过程与效果，借此实现了以传统艺术风格为外化形式的交互体验。

根据对NPR技术及其交互性应用的研究，本文作者设计并最终实现了一个应用NPR技术的交互作品：交互装置的参与者置身于装置作品的限定区域，由视频捕捉设备采集到参与者及其周围环境的图像，并进行轮廓提取以及多种艺术风格笔刷的重构，得到经过简化与抽象的图形效果，参与者运动自己的身体或改变周围环境，进而改变作品的呈现，完成作品的交互体验。