層次素描紋理的素描畫繪制方法初探

李韶恒濟(jì)寧技師學(xué)院

層次素描紋理的素描畫繪制方法初探

李韶恒
濟(jì)寧技師學(xué)院

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)NPR技術(shù)，也就是我們通常所說的非真實(shí)感的素描繪制技術(shù)，對于實(shí)現(xiàn)具備層次素描紋理的素描畫的繪制方式的呈現(xiàn)效果和那種手繪風(fēng)格的素描畫之間有著一定的差別，它設(shè)計(jì)出一種可以產(chǎn)生層次素描紋理效果的素描畫繪制方式，還把自身和多像素的寬邊緣線條相融，形成了這種有著層次素描紋理感覺的素描作品。對于這種素描畫的繪制過程中，需要我們對原始圖進(jìn)行去噪和增強(qiáng)等預(yù)先的處理，然后再用微分算子去提取出多像素寬邊緣線條的輪廓，經(jīng)過膨脹與腐蝕方式的處理把結(jié)果進(jìn)行相減，產(chǎn)生多層次的雙邊線條輪廓，以運(yùn)動模糊的方法對得到的多層次雙邊線條輪廓進(jìn)行處理，使其出現(xiàn)層次素描紋理，最后再令邊緣與素描的紋理進(jìn)行相互融合，就可以得到這種具有層次素描紋理效果的素描畫，運(yùn)用這種方式制作的素描作品的呈現(xiàn)效果會更加接近手繪素描的作品風(fēng)格。

層次素描紋理；素描畫繪制；方法初探

1　引言

為了避免常規(guī)的鉛筆畫所生成的算法運(yùn)用中對于畫面分割方面的限制，我們提出了一種在紋理和邊緣輪廓的基礎(chǔ)之上的鉛筆素描的自動生成算法。計(jì)算機(jī)繪制圖畫的方式在二十世紀(jì)出現(xiàn)至今，追求繪制效果的真實(shí)感覺就一直是計(jì)算機(jī)圖形繪制的主要目標(biāo)。這種追求真實(shí)性的圖畫繪制技術(shù)通過對數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其它學(xué)科的理論知識的綜合運(yùn)用過程中，最終計(jì)算機(jī)制圖設(shè)備中產(chǎn)生了具備真實(shí)感繪制效果的圖畫，它猶如照片般在計(jì)算機(jī)上重現(xiàn)出極具真實(shí)性的現(xiàn)實(shí)場景。伴隨著人們對于更強(qiáng)真實(shí)效果的不斷追求與探索，人們越來越傾向于手繪風(fēng)格的繪制技術(shù)，也就是NPR。本文通過素描畫的風(fēng)格與特點(diǎn)，以模擬手繪的方法進(jìn)行繪制，來創(chuàng)作出更加接近手繪素描風(fēng)格的層次素描紋理效果。

2　層次素描紋理類型素描的繪制方式

2.1對算法的思想設(shè)計(jì)

素描畫的藝術(shù)手段在于對光線與陰影的體現(xiàn)，在其藝術(shù)特征方面，形體和色調(diào)是它的最基本語言。輪廓指的是畫中所形成的不同空間狀態(tài)，即素描形體，而色調(diào)則是素描畫中不同形體區(qū)域間的內(nèi)外明暗度的變化，這兩者共同形成了素描的基礎(chǔ)造型。同時，光線與陰影是構(gòu)成素描形體的關(guān)鍵因素，它們與色彩和亮度相互對應(yīng)，所以，在素描畫的藝術(shù)創(chuàng)作中，表達(dá)色彩和亮度要與表達(dá)光線和陰影之間有著本質(zhì)的關(guān)聯(lián)。其中，對算法的設(shè)計(jì)思想要體現(xiàn)出兩個方面的特點(diǎn)，第一個是關(guān)于線條輪廓繪制的生成，這是繪制素描畫的重中之重。第二個是素描層次紋理繪制生成，它也是素描繪制的主要環(huán)節(jié)。通過這種方式繪制出的素描會更加接近手繪效果，使得畫面的線條輪廓有著筆畫的特征。

2.2對算法設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

在對素描畫面進(jìn)行預(yù)處理之前，要先提取出彩色畫面的RGB分量，然后在保留住RGB分量的同時把彩色畫面轉(zhuǎn)化成灰度圖像，之后對這兩者再進(jìn)行先前的處理，最終可以做出灰度素描畫面以及RGB分量合并之后的彩色素描畫。在對算法設(shè)計(jì)的整體框架上，首先要依據(jù)原始的畫面圖來形成白噪聲，與此同時得到它的向量場，之后把這兩者當(dāng)做LIC的輸出，生成原始畫面的紋理圖像，然后經(jīng)過HBF濾波器生成原始畫面的具體輪廓，最后再把原始畫面的紋理圖和輪廓進(jìn)行疊加，最終呈現(xiàn)出鉛筆手繪風(fēng)格的素描畫效果。這種算法與以前的算法相比較，關(guān)鍵是在白噪聲以及向量場的生成方面進(jìn)行了改進(jìn)，使得由此生成的紋理更加豐富。而且，這種算法的設(shè)計(jì)沒有利用常用的分割和檢測邊緣的途徑去獲取原始畫面的輪廓，卻通過分析主成分的方法以及對濾波器的高頻提升來得到原始畫面的邊緣，這樣會使得所生成的素描畫效果會更加的清晰與真實(shí)。

2.3對素描畫繪制效果的分析與研究

對于我們通過上述方法所繪制的具有層次素描紋理的素描作品，我們能夠通過對圖像分辨率的調(diào)整，去調(diào)節(jié)素描圖像的最終呈現(xiàn)效果。在對RGB分量進(jìn)行處理之后，繼續(xù)對其進(jìn)行彩色畫面的合成，這樣所得到的素描圖像可以明顯地發(fā)現(xiàn)它的細(xì)節(jié)效果要比灰度圖像更好。總之，通過上述方式所創(chuàng)作出的素描圖像將更加具備層次素描的紋理，更加具有輪廓性，素描圖像的紋理也會更加的活潑和生動，這些都使得素描畫的繪制效果極其的接近于我們平時所見到的手繪素描風(fēng)格。

現(xiàn)如今，很多的手繪風(fēng)格繪制生成的算法都以圖像畫面的分割作為基礎(chǔ)，而這種對于圖像畫面的分割問題十分的棘手，到目前為止都沒有一個相對來說比較完美的用于圖像畫面分割的算法設(shè)計(jì)，所以，我們憑借對畫面圖像的分割所獲取到的素描邊緣輪廓總是達(dá)不到我們所期待的令人滿意的結(jié)果，但是在手繪素描作品中，素描畫面的邊緣輪廓對于整體的效果有著很大的影響和作用。因此，我們必須拋開對圖像畫面分割不足的缺點(diǎn)，通過對素面圖像本身信息的分析與研究來繪制出素描邊緣輪廓，設(shè)計(jì)出一種以層次紋理和素描邊緣輪廓為重要基礎(chǔ)的手繪素描風(fēng)格的計(jì)算機(jī)自動生成算法，去創(chuàng)作出更多具備更好的手繪風(fēng)格特點(diǎn)素描畫呈現(xiàn)效果的素描作品。另外，我們在一些小的存在瑕疵與不足的方面也要不斷地進(jìn)行改進(jìn)與完善，例如素描背景畫面和素描前景畫面的統(tǒng)一處理方面，它會使得手繪素描構(gòu)成瑕疵，還有光照對于素描作品的重要作用和影響也是需要我們加以重視與改進(jìn)的問題。

3　總結(jié)

綜上所述，我們依據(jù)手繪素描畫的風(fēng)格特點(diǎn)，通過借鑒已經(jīng)存在的線條畫與素描畫的繪制方法，來提出具備層次素描紋理的素描畫生成方式，創(chuàng)作出接近手繪素描畫風(fēng)格特點(diǎn)的最終圖像。而且，對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析與研究也表明，經(jīng)過上述算法繪制出的以雙向交叉密集線為層次素描紋理的素描作品，會更加接近手繪素描畫的風(fēng)格與特點(diǎn)，在有著多個雙邊輪廓線條基礎(chǔ)上繪制出的素描紋理的色調(diào)會比較深，而且有利于顯示出層次的感覺與效果，也會更加地接近手繪素描畫面的風(fēng)格。所設(shè)計(jì)的算法對大多數(shù)的圖像都具備可行性，但是這種算法也有其自身的缺點(diǎn)，它對畫面的質(zhì)量要求會比較高，而且當(dāng)灰度范圍所接近的圖片因?yàn)楹茈y提取到灰度特征時，就會造成不能夠?qū)η逦吘夁M(jìn)行快速有效的提取，這樣就不能夠最終獲得我們想要的接近手繪風(fēng)格的具備層次素面紋理的素描作品。

[1]李智慧，范鐵生，唐春鴿.具有層次素描紋理的素描畫繪制方法.《計(jì)算機(jī)應(yīng)用》.2012年10期

[2]莫曉斐，丁友東.利用形體特征的鉛筆素描畫生成.《中國圖象圖形學(xué)報(bào)》.2013年2期

李韶恒（1983-），女，漢族，山東省濟(jì)寧人，學(xué)歷：本科，單位：濟(jì)寧技師學(xué)院，職稱：助理講師，研究方向：美術(shù)。