分形图形在电影中的应用

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1、分形图形在电影中的应用引言电影是一种以现代科学技术为手段，以画面和声音为媒介.通过在特定银幕时空中创造出来的连续性影像表述一个完整主题的艺术。电影是一个融会文学、绘画、音乐、建筑、色彩、光线等一系列艺术因素和科研成果的载体。电影艺术本身就具有跨学科性质。计算机图形学是借助计算机来显示、生成和处理图形的艺术和科学。它是一个发展最快、应用最广泛的计算机学科，已经没有哪个领域不能从计算机图形学这一强大工具中受益。分形是20世纪70年代兴起的非线性学科的新的分支。它是研究自然界中常见的、不规则的、变化莫测的现象的科学。分形被称为大自然的几何学。通过分形几何可以轻易地模

2、拟自然景物。分形在与计算机图形学结合的过程中，体现出优越的应用前景，也常常被应用在电影领域中。分形结合计算机图形学的应用画面是电影最重要的组成部分，在人类使用感觉器官感知外部世界的过程中，80%的信息由视觉获取。电影与计算机图形学的结合.解放了传统视觉表现手法局限的电影制作人员的思维.不仅把电影制作过程中的不可能变为可能，还取代了原木需要耗费大量财力、人力才能完成的工作。运用以计算机图形学生成的艺术图形是电影为剧情需要以及为达到所需的视觉效果的一种有力手段。从1986年获奥斯卡奖的第一个计算机动画短片《TinToy》诞生至今，无论是如《指环王》、《星球大战》等

3、国外大型科幻电影，还是国产电影。古装戏中的千军万马、巨型宫殿，无不采用计算机图形的方法制作生成。计算机图形学既是一门复杂的综合性新兴科学。也是建立在传统的图学理论、现代数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。计算机图形学的研究对象是图形，研究范围包括一切从客观世界物体屮抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。传统的计算机图形学巾，各种人造物体表示都用欧式儿何方法，即，物体形状由方程来描述，这些方法适用于讨论加工过的物体：有光滑的表面和规则形状。但自然景物，如山脉、岩石、星体、云等，是不规则的粗糙的，欧式几何只能将图形细分成规则形状，再拼装起来，不能真实模拟这些物体

4、。自然景物可以用分形几何方法来真实地描述，使用过程而不是使用方程来对物体建模。过程描绘的物体其特征远不同于用方程描绘的物体。物体的分形几何表示可用于很多领域来描述和解释自然现象特征。应用分形结合计算机图形学的实现，使那些原本用传统方法不能或者难以逼真实现的画面变得简单可能、逼真形象。应用分形几何方法结合计算机图形学的图形实现及应用如果放大一连续的欧式几何，不管其多复杂，最终可得出光滑的图象。但若在分形物体如海岸线、树叶和云中放大，则连续地看到如同在整体中出现的更多的细节。分形物体具有自相似性。我们用一个过程来描述分形物体。该过程为产生物体局部细节指定一重复操作

5、。尽管分形物体从定义上看具有无限细节，即分形物体无确定大小，需要用无限次的过程来表示，但在实现中仅用有限步过程生成。在计算机图形学中，我们通过在空间区域内对图形重复使用一变换函数来生成分形图形。变换函数可以应用于给定的集合，或者应用于基本元素的初始集上。每次重复时，我们可采用固定或随机的生成过程和灵活的变换函数.包括几何变换、非线性变换或决策参数，使得实现的分形千变万化。计算机图形学由数据结构、图形算法和语言构成。专业人员了解了分形图形的生成原理，可应用多种算法实现分形图形。如递归算法是根椐分形生成原理设计的：运用生成规则来描述物体形状的L系统，其核心是迭代重

6、写。可以有效模拟植物、树和森林场景。对于直接生成3D分形图，应用递归算法原则。可采用随机中点位移法和分形插值算法。它们能够逼真实现山和云等自然景观，且生成体具有白相似性和精细结构。还有许多专用的分形软件如fractint、Iterations等都可以简单快捷的生成美丽的2D分形图，以弥补相关专业知识的不足。无论是这些2D分形图本身，还是以它们为基础，运用一些常见的3D图形处理软件生成的3D图，都可以进一步运用到电影制作中。用于模拟自然景观和物体表血纹理。分形图形有多种分类，其中统计自相似分形可用于模拟树、灌木和其它植物。而岩层、水和云的实现则是使用随机仿射分形

7、构造的典型例子。即使是诸如科幻、3D和动漫电影中的影像，也并全不是天马行空、胡思乱想的.它需要符合审美和一定程度上的现实世界景象。分形己经越来越被证明是能够有效模拟现实中自然现象的好方法。结语(1)电影是源自生活的大众化艺术，它木身融会了许多艺术与科学的元素。为了满足电影剧情需要。达到视觉效果。人们借助计算机图形学实现传统方法不可能或者难以完成的影响。(2)计算机图形学是借助计算机研究图形的科学，它被应用到几乎所有领域当中。传统的计算机图形学，用欧式几何描述所有的物体。但面对人自然中许多不规则的、粗糙的对象则显得苍白无力。(3)分形被称为大自然的几何学，能够逼

8、真的描绘自然界中许多景物。结合计算机图