基于可编程图形硬件的非真实感绘制(NPR)技术

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1、题目：基于可编程图形硬件的非真实感绘制（NPR）技术答辩人：尹小勤导师：于金辉浙江大学CAD&CG国家重点实验室2003年大纲介绍NPR相关工作可编程图形硬件Real-TimeHatching国画山绘制总结与展望NPR分类2D/2.5D3D需用户干预[Salisbury94][Curtis97][Teece98][Kalnins02]不需要干预[于02:卡通动画雨][Litwinowicz97][Hertzmann98][Winkenbach94][Markosian97][Gooch98][Praun01],RTH国画模拟类型论文或系统笔刷模拟[于金辉96]，[XuSonghua02]

2、，[Lee99]二维空间[Yeh02,PG]力回馈黄山照片的国画风格化三维空间[Yeh02]动物[YuJinhui02][Way01,EG]石头纹理合成[Way01]山水画中的树本人工作1．中国画风格的动画水模型2．卡通风格动画雨模型3．可编程图形硬件支撑的NPR系统中国画风格的动画水模型用snake工具获得手工绘制国画风格水波样本用自回归模型模拟与国画水波样本相似但形状又不同的水波利用笔刷模型对合成的水波进行绘制得到国画风格的水波画面卡通风格动画雨模型卡通小雨和大雨的计算机模型在小雨模型中实现了对雨的方向、密度参数化控制对于大雨建立了空间雨滴和溅落雨滴的模型，并把卡通雨扩展到三维空间N

3、PR问题计算复杂占用大量CPU时间很难利用硬件加速一致性维护随机量在NPR中非常重要避免抖动：控制随机量可编程图形硬件：灵活性与加速能力TonalArtMap：网状嵌套结构大纲介绍NPR相关工作可编程图形硬件Real-TimeHatching国画山绘制总结与展望根据顶点数据在帧缓存上绘制几何处理阶段光栅化阶段HOS镶嵌背面剔除裁剪视口变换三角形SetupFog混合可见性FSAA硬件T&L固定功能与可编程的图形流水线顶点数据帧缓存硬件的纹理，过滤，混合VertexShaderPixelShaderVertexShaderV2.0PixelShaderV2.0可编程技术非常适合NP

4、R可编程图形HWNPR可编程性可以灵活控制处理方式多变CPU这样的通用处理器很难利用常规GHW硬件加速无需太多CPU时间计算量大处理速度慢实时难度大大纲介绍NPR相关工作可编程图形硬件Real-TimeHatching国画山绘制总结与展望平滑效果时间一致性不同帧之间变化不能太大空间一致性不同地方的变化不能太大TonalArtMap在ZoomIn/Out时保持连续性笔划在色调、密度、宽度上的一致在色调变化是保持连续性不同色调纹理之间的一致性TAM的网状嵌套结构：所有出现在纹理（ℓ，t）中的笔划都需要出现在更暗和更精致的纹理图像中的相同位置，即，对于每个纹理图像（ℓ’，t’），其中ℓ’≥ℓ，

5、t’≥t。大纲介绍NPR相关工作可编程图形硬件Real-TimeHatching国画山绘制总结与展望手绘国画山光亮度在高度上的变化规律国画山光照模型效果图使用TonalMaps表现光亮度对于给定的光亮度，取相应的两个纹理并按照适当比例混合使用PixelShader完成，速度快并可得到Per-Pixel的效果效果另一种国画风格的纹理结果动画大纲介绍NPR相关工作可编程图形硬件Real-TimeHatching国画山绘制总结与展望改进更为复杂的国画山光照模型其它风格的国画山光照模型国画风格纹理序列的改进细节更加丰富的笔划使用不同风格的笔划对应不同色调国画的其它风格Mipmap纹理映射的方式未

6、来应用实时性和视觉效果要求高的NPR系统计算机生成动画非真实感风格的漫游系统非真实感的游戏教育工程等其它领域致谢感谢导师于金辉研究员感谢CAD/CG实验室感谢评阅论文以及答辩委员会的各位专家学者结束尹小勤20011330SamuelEagle@hotmail.comyixnq@cad.zju.edu.cnhttp://www.cad.zju.edu.cn/home/yinxq