基于遺傳算法的墨擴散效果仿真研究.pdf

1、隨著計算機圖形學非照片真實感繪制技術(shù)的研究與發(fā)展，以及中國傳統(tǒng)水墨畫藝術(shù)的繼承與發(fā)揚，中國水墨畫仿真研究，成為非真實感和中國水墨畫藝術(shù)的學科交匯點，無論在科學技術(shù)還是在繪畫藝術(shù)層面，都有著深遠的意義和影響，此外，對于計算機藝術(shù)和數(shù)字藝術(shù)的發(fā)展也有重要的推動作用。
　　 墨擴散效果作為中國水墨畫中最重要、最基礎(chǔ)的藝術(shù)效果之一，也是中國水墨畫仿真中重點和難點。本文提出一種基于遺傳算法的水墨擴散仿真算法模擬水墨的屬性和行為特征，另外，

2、給出了一個基于紋理合成和高斯分布的宣紙模型，為墨擴散效果的模擬提供了一條解決困難的新思方法。
　　 該方法包括兩大部分：仿真目標和仿真對象。前者仔細觀察和深入分析了擴散現(xiàn)象的自然規(guī)律，從物理學角度分析了一個典型筆跡的藝術(shù)特征，從而總結(jié)出擴散效果具有的典型特征。為本文奠定了理論基礎(chǔ)，并且樹立了仿真目標。后者以仿真目標為依據(jù)，借鑒傳統(tǒng)的基于物理仿真方法的經(jīng)驗，是從水墨擴散實體和過程中抽象出主要屬性和行為，建立仿真模型，最終得到仿真目

3、標中的擴散效果。
　　 對象仿真是本文的核心，主要包含三部分：宣紙模型、水墨模型和墨擴散模型。紙模型主要任務(wù)是仿真宣紙屬性。宣紙屬性主要分為微觀和宏觀兩方面。微觀方面得用高斯分布模擬了宣紙的纖維結(jié)構(gòu)，它以紙元為基本單位。宏觀方面，使用Ashikhmin算法合成了結(jié)構(gòu)紋理，并且提取了紋理特征，構(gòu)成水墨運動的載體。
　　 水墨模型借鑒遺傳算法的相關(guān)概念，完成了水墨形狀和墨色特征的建模。通過邊緣檢測算子完成形狀提取，使用二進制

4、基因編碼完成墨色建模。
　　 墨擴散模型以遺傳算法相關(guān)概念為基礎(chǔ)，充分考慮墨擴散的由內(nèi)向外，由濃到淡，層層擴散的擴散特點，建立了一套水墨擴散機制。通過建立多級明考夫斯基距離-變異率映射表，來控制基因變異過程的細膩程度。通過GA個體的隨機基因變異，產(chǎn)生新個體的過程模擬水墨在宣紙上擴散的過程。
　　 本文不同于傳統(tǒng)完全基于物理建模的方法，只對墨和紙等主要繪畫工具作為仿真對象。但是，同時又是對過程的仿真，而不僅僅是對表層效果的