基于GPU的3D水墨動(dòng)畫技術(shù)研究.pdf

1、通過對(duì)中國(guó)水墨畫進(jìn)行深入觀察和量化分析，結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形硬件的發(fā)展以及3D動(dòng)畫技術(shù)，本文進(jìn)行了基于可編程圖形硬件的3D水墨動(dòng)畫技術(shù)研究。 首先是對(duì)3D模型進(jìn)行水墨風(fēng)格的基本渲染，包括輪廓渲染、內(nèi)部暈染和單筆渲染。根據(jù)曲面輪廓線的定義，由視線與法向量的夾角的余弦值與預(yù)先定義的閾值之間的關(guān)系確定輪廓點(diǎn)的范圍，進(jìn)行輪廓渲染。并在此基礎(chǔ)上加入了寬度控制，使得本文的方法適用于各種復(fù)雜程度的模型。通過輪廓勾勒體現(xiàn)出物象的基本特征后，再根據(jù)

2、水墨畫的墨色特點(diǎn)以及潑墨技法，采用墨色分階的方法進(jìn)行內(nèi)部暈染，并通過Box Filter對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，得到水墨暈染效果。單筆渲染的主要思想是提取模型的中心骨架，結(jié)合用戶事先指定的筆道進(jìn)行繪制。 此外，本文還考慮了水墨渲染的其它技法--彩墨渲染。彩墨渲染將KM顏色模型引入3D水墨渲染中，展示中國(guó)水墨畫彩墨風(fēng)格。該技法的研究對(duì)豐富3D水墨動(dòng)畫的表達(dá)力有著極其重要的作用。 然后，本文提出了在三維空間進(jìn)行水墨擴(kuò)散的方法。基于模

3、型原始特征，在3D模型表面生成線條，并對(duì)線條進(jìn)行灰度賦值。對(duì)結(jié)果進(jìn)行插值處理，獲得披發(fā)狀水墨擴(kuò)散在3D空間的展示效果。本文基于3D動(dòng)畫技術(shù)的要求，結(jié)合LOD思想，充分考慮3D水墨動(dòng)畫中物象運(yùn)動(dòng)時(shí)的不同表達(dá)技法。 本文算法均在GPU上實(shí)現(xiàn)，充分利用了可編程硬件加速的紋理查找算法以及內(nèi)置變量點(diǎn)積計(jì)算，處理速度達(dá)到了實(shí)時(shí)。 本文的研究，對(duì)于弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)藝術(shù)以及拓展圖形學(xué)研究領(lǐng)域都有著重要的意義，同時(shí)，本文的工作對(duì)于水墨風(fēng)格的3