卡通渲染技术

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1、20081212计算机图形学发展概述诞生 §Sketchpad：人 扩展 应用 机交互通信的图 §图形硬件飞速发展 §GPU高速发展 形系统 §图形学分支学科出现 §产业应用广泛卡通渲染技术真实感图形学 非真实感图形学 196019701980199020002010积累 交叉 §光栅图形学迅速 §多媒体技术，人工智能， 发展 科学可视化 §图形软件标准化 §虚拟现实真实感与非真实感绘制技术的对比 计算机非真实感绘制技术 v计算机非真实感绘制技术Non-photorealistic Rendering (NPR)提 真实感绘制 非真实感绘制 出（1986）产生(

2、1990)v非真实感绘制技术的目标以及结果评价标准 基本趋向 模拟物理世界 模拟艺术家的风格 评价方式 客观 主观 目标 评价标准 对科学的好奇心 无 研究艺术品特点，研究 基本方法 模拟物理过程 人类的感知，模拟艺术 与手工创作图形的相似性 对真实感绘制的图灵测试 家的创作 特定信息的传达 与话语的比较 准确性 精确 近似 对图片语言的假设 分析图形的自然语言解释 相同的细节等级，无法 细节水平 可以突出表达重点部分 避免细节信息 对传递机制的更好理解 传递意图的操作模型 非真实感图形学研究现状 非真实感图形 v效果比技术更重要 vWhat is comput

3、er graphicsabout? v开放性的研究方式 §没有固定的研究路线和体系 v与别的技术相结合 Providing tools to help human v应用于新的领域可产生新的研究方向 v远没有达到目标，仍然是热点 designersproduceimagesthat communicatevisual information for somepurpose.120081212非真实感图形学分类 非真实感图形 按绘制风格分类 线条 绘图 艺术 绘图 科学 可视化 NPR 卡通渲染技术 插图非真实感图形 非真实感图形 非真实感图形 非真实感图形220

4、081212非真实感图形 非真实感图形 非真实感图形 非真实感图形 Company Logo Company Logo非真实感图形学分类 非真实感图形学分类 v非真实感渲染有多种分类方法，按绘制风格大致v铅笔、钢笔画插图和线条画分为以下几种：§此类绘制追求铅笔、钢笔等的素描效果。主要§科学可视化(ScientficVisualization)，使用线条勾勒景物轮廓，线条曲率方向表现景§技术绘图(Technical Illstration)，物形状，线条笔划稠密表现光照明暗等等§铅笔、钢笔画插图(Penandlnk Illstration)，§艺术绘图(Paint

5、erly Rendening)，§卡通渲染(Cartoonrender)320081212Company Logo Company Logo 非真实感图形学分类 非真实感图形学分类v艺术绘图§各类艺术风格绘制是非真实感渲染主要目标之一。综合的绘制系统可能包含几种风格：印象派(Impressionist)、表现派(Expressionist)、水彩(Watercolor)、点绘(Pointilist)等，还有像中国特有的水墨画风格。其技术实现也是分为两种不同路线:物理模拟和自动绘制。物理模拟主要是对画纸、画刷和颜料等介质的物理性质以及绘画过程进行模拟，如:颜料在纸

6、上的流动，不同画刷笔划之间的重叠交互，纸对水的吸收能力等等Company Logo 非真实感图形学分类 非真实感图形学分类 vTechnicalillustration（技术插图）v科学可视化§Purpose:Render3D modelsinstylesthatare §科学可视化主要研究如何设计、实现与评价通more “comprehensible”（以理解的方式绘制）过图像传达信息的方法。比如：如何描述一个复杂的数据集，从而让人们能很快的观察到本vMethod: 质和重点§Render variousintermediate images • （绘制中间图

7、像）§Do imageprocessing operationsonthem• （进行图像处理）§Combine the results • （复合效果）非真实感图形学分类（技术插图）非真实感图形学分类（技术插图）420081212非真实感图形学分类（技术插图）非真实感图形学分类（技术插图）Company Logo 非真实感图形学分类 非真实感图形学分类 vPen&Ink（素描/笔墨图）v技术插图§Purpose:Render3D modelsaspen&ink §美国Utah大学曾对技术插图中的显示技术进行drawings 了系统的研究。提出计算机生成的技术绘

8、制相比于传统真实感绘制有