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机械零件的非真实感渲染研究

计算机工程与设计 2012年第11期33卷 4377-4381页

作者：王浩田戴立玲江苏大学图形技术研究所江苏镇江212013

针对机械零件CAD模型在二维载体上显示时特征不明显的问题,提出对零件模型进行非真实感渲染,使结果类似于手绘轴测图中的黑白润饰样式。根据手绘轴测图的润饰策略,对零件模型的特征进行了分析和分类,并制订出针对主要特征的识别规则;在... 详细信息

针对机械零件CAD模型在二维载体上显示时特征不明显的问题,提出对零件模型进行非真实感渲染,使结果类似于手绘轴测图中的黑白润饰样式。根据手绘轴测图的润饰策略,对零件模型的特征进行了分析和分类,并制订出针对主要特征的识别规则;在此基础上,用计算机模拟出多种润饰笔触效果,并与特征识别结果相结合,最终生成表达型的轴测图样。通过实例验证了渲染工具的有效性。

关键词：计算机图形学非真实感渲染工程特征手绘轴测图三角网格

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基于风格化绘制的非真实感渲染研究

基于风格化绘制的非真实感渲染研究

作者：艾立超华南理工大学

学位级别：硕士

作为与真实感渲染相对应一种图形学绘制技术,非真实感渲染追求对艺术风格的模拟与再现。从上世纪90年代至今,非真实感渲染作为图形学的一个独立分支得到了迅速发展。设计的范围也不再是单纯的计算机辅助艺术绘制,还涉及到电影、教育、... 详细信息

作为与真实感渲染相对应一种图形学绘制技术,非真实感渲染追求对艺术风格的模拟与再现。从上世纪90年代至今,非真实感渲染作为图形学的一个独立分支得到了迅速发展。设计的范围也不再是单纯的计算机辅助艺术绘制,还涉及到电影、教育、游戏娱乐、卡通动画等行业。同真实感绘制技术一样,非真实感渲染也实现了从简单的依赖CPU到使用GPU运算的飞越。非真实感渲染的研究领域也包含轮廓线的检测与绘制、艺术风格的光照与着色技术等。本文利用着色器编程技术,提出了一种综合的混合图形空间与图像空间的轮廓线检测与绘制算法,该算法能比较好的刻画物体内部特征轮廓线与提示性轮廓线。同时结合改进的Phong明暗模型设计并实现了一个卡通渲染系统。本文分为四大部分:第一部分介绍了非真实感渲染的研究现状;第二部分提出了一种改进的轮廓线绘制算法;第三部分对适用于非真实感渲染的光照与着色系统进行了讨论;第四部分是卡通渲染系统的设计与实现以及对本文工作的总结和后续研究的展望。

关键词：非真实感渲染风格化绘制轮廓线卡通着色

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基于GPU实时非真实感渲染的研究与实现

基于GPU实时非真实感渲染的研究与实现

作者：闫文浙江大学

学位级别：硕士

非真实感绘制是与传统的真实感绘制相对应的一种图形学绘制技术,非真实感绘制追求的目标是模拟艺术作品的艺术效果,或对客观世界的主观描述与表达。作为图形学研究的热点,非真实感绘制已经发展成为一个独立的分支,拥有多个固定的研究方... 详细信息

非真实感绘制是与传统的真实感绘制相对应的一种图形学绘制技术,非真实感绘制追求的目标是模拟艺术作品的艺术效果,或对客观世界的主观描述与表达。作为图形学研究的热点,非真实感绘制已经发展成为一个独立的分支,拥有多个固定的研究方向和很多通用技术方法。从上世纪90年代起步至今,非真实感渲染吸收了真实感渲染所取得的大量研究成果,其绘制方法从简单的依靠CPU进行处理发展到今天广泛借助图形渲染流水线进行处理。如今,非真实感绘制技术涉及的范围不再局限于辅助绘制艺术画,还涉及到电影、卡通动画、游戏制作等娱乐行业,并且在教育领域也有很多应用前景。和真实感渲染一样,非真实感渲染向着复杂化、自动化、实时化等方向发展。从起初对单幅静态图像的处理发展到现在对视频和三维场景的绘制,从原先绘制过程需要大量人工交互发展到现在计算机自动识别、绘制,并且由于可编程图形硬件的支持,很多绘制技术经改进、加速已经可以实时的渲染视频或三维场景成为动画。虽然有GPU可变成流水线提供的强大帮助,实时非真实感渲染的研究还是遇到很多困难,特别是在动画过程中帧与帧的一致性。另外,现有的研究成果缺乏必要的整理,有些问题的研究出现重复,为此需要对常用渲染技术归纳总结。文章对非真实感渲染的两个分支——铅笔画渲染和艺术化风格渲染技术提出算法改进。借助可编程流水线提出一套三维场景实时铅笔风格动画渲染系统,采用基于图像的后处理的方法,达到较好的帧与帧一致性。艺术风格渲染则以视频为数据源,也是利用GPU替代传统的CPU,实现基于笔划的渲染流程,尽可能达到实时渲染的目的。在此基础上,提出一套实时非真实感渲染引擎框架,综合基于图像的后处理方法和基于三维的处理方法,构建动画渲染流水线,利用可编程图形硬件GPU将几种通用的非真实感渲染技术模块化,为以后这一领域的研究提供一个简便的工具。

关键词：非真实感渲染 GPU可编程流水线实时渲染铅笔画艺术风格画

三维动画立足于中国文化的塑新融合 ——以非真实感渲染风格为例

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三维动画立足于中国文化的塑新融合 ——以非真实感渲染风格为例

作者：杜旭阳北京服装学院

学位级别：硕士

三维动画艺术在数十年的发展中,以皮克斯的“风格化真实感”为视觉范式,融合各国文化为内容,形成了各国不同的动画文化,但视觉范式的固化限制了动画艺术表达的多样性。如今,依托于计算机图形学技术的持续发展以及动画创作者对本土文化... 详细信息

三维动画艺术在数十年的发展中,以皮克斯的“风格化真实感”为视觉范式,融合各国文化为内容,形成了各国不同的动画文化,但视觉范式的固化限制了动画艺术表达的多样性。如今,依托于计算机图形学技术的持续发展以及动画创作者对本土文化的发掘,三维动画逐渐探索出新的视觉语言,三维动画的非真实感渲染风格(NPR)在视觉上与民族文化深度结合,打造出一些基于地域文化的视觉语言,解决现今动画创作“同质化”问题,在加强作品文化内涵的同时,亦能达成三维动画视觉艺术和文本内涵的创新。动画科技的应用离不开艺术的创想,艺术也不可独立于文化而存在。中国文化博大精深,应是现在中国三维动画艺术创新的资源宝库,对于新技术的使用,创作者应发挥动画艺术特性,立足于本土文化达成视听语言与思想内容的全面创新。第一章从计算机图形学拟真技术角度探讨三维动画基于技术的创新,技术的持续发展正是三维动画文化表达与内容创新的根本。在分析CGI技术的发展后,从三维动画艺术角度分析其内核——文化的重要性。第二章从动画艺术自身的文化性谈起,讨论“风格化真实感”范式下的三维动画作品依托于文化的发展创新。以中美两国极具文化色彩的三维动画影片为切入点,分析这些影片中来自于不同文化历史的美学语言、价值观念,以及哲学思想,阐述文化为动画艺术的赋能,以及动画艺术的跨文化传播,明晰当下三维动画艺术创新与文化之间不可割裂的关联。第三章则是回归到技术角度,探索三维动画创新路径中,新技术对于文化的创新表达。解析非真实感渲染风格的出现,并描述相关概念。通过分析已有案例来探索这种艺术风格的应用价值,以及对三维动画创新的意义,讨论三维动画非真实感渲染风格的美学语言与艺术真实。第四章立足于本土文化角度,讨论非真实感渲染风格三维动画立足于文化母体的塑新。从动画纵向回溯到中国传统文化艺术或西方古典艺术与流行文化,并以中美两国目前较有文化代表性的非真实感渲染三维动画影片为例,从技术、审美、哲学观念角度切入分析新技术对于本土文化的创新表达,以及如何达成三维动画立足于文化的塑新融合,讨论非真实感渲染技术对于当下中国三维动画革新发展与文化传播的重要意义。第五章综合了前四章的理论结果,并纵向观察中国动画发展路径,从受众审美趣味、中国文化思想与产业状况探讨中国三维动画艺术如何借力文化进行发展创新,把民族文化之精神内核作为中国三维动画创新与发展的营养来源与动力源泉。借助毕业设计的实践进行讨论,探索如何创造出既符合大众审美情趣,亦有中国文化之风骨的三维动画。

关键词：视觉语言民族文化非真实感渲染美学

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基于GPU和非真实感渲染的三维可视化研究

基于GPU和非真实感渲染的三维可视化研究

作者：曾励冰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着现代医疗设备的进步与发展，产生了大量的高分辨率的医疗数据。这也对可视化方法提出了更高的要求，对显示图像的质量及速度等特性提出了更大的挑战。如何更好的查看与显示三维或四维器官的结构与信息对疾病的正确诊断与生理功能分... 详细信息

随着现代医疗设备的进步与发展，产生了大量的高分辨率的医疗数据。这也对可视化方法提出了更高的要求，对显示图像的质量及速度等特性提出了更大的挑战。如何更好的查看与显示三维或四维器官的结构与信息对疾病的正确诊断与生理功能分析有重要意义，该问题也已经成为了一个科学计算可视化领域的一个研究热点。传递函数的设计与光照渲染等方法是实现三维可视化的核心技术与方法，也是目前的研究焦点所在。本文主要研究三维医学数据的可视化方法，利用直接体绘制的方法来获得高质量的绘制效果。重点研究了可视化传递函数的设计方法及体数据渲染模型，并利用GPU实现了可视化绘制的加速。本文提出了用以突出重要的结构信息的一种基于LH直方图频率信息的传递函数设计方法及一种颜色空间拉伸的颜色传递函数设计方法。进一步，本文还提出了一种混合了多种结构增强方法的多通道渲染模型及非真实感渲染的方法。对于深度信息，本文采用光晕和上下文保留渲染来增强。同时，本文还提出了一种利用局部空间统计信息来增强区域的渲染方法。为了便于较好的显示和验证以上算法设计与研究，本文基于OpenGL图形库设计了数据可视化平台，能够对三维数据的可视化效果进行较好的展示。特别的，本文还将平台的功能延伸到四维数据的可视化（增加一维时间轴）。本文利用了多种数据集来进行算法的验证与测试，包括美国虚拟人彩色照片三维数据、心脏CT三维数据等。通过与现有方法的对比验证，本文提出的方法具有明显的优势，能够呈现更好的可视化效果。本文提出的可视化平台也能够较好的显示三维和四维的医学图像数据，为算法的验证与展示提供了较好的支持。

关键词：直接体绘制传递函数非真实感渲染多通道渲染区域增强

三维动画非真实感渲染的分析与实现研究 ——以《寻路驯鹿》为例

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三维动画非真实感渲染的分析与实现研究 ——以《寻路驯鹿》为例

作者：胡宇婷西安美术学院

学位级别：硕士

在三维动画30余年的发展历史中，真实感渲染一直是贯穿其中的主旋律。创造“像照片一样真实”的图像是传统三维动画追求的目标。随着数字技术的不断发展，三维动画在真实感渲染的艺术表现与技术实现手段已经十分成熟完善，足以达到以假... 详细信息

在三维动画30余年的发展历史中，真实感渲染一直是贯穿其中的主旋律。创造“像照片一样真实”的图像是传统三维动画追求的目标。随着数字技术的不断发展，三维动画在真实感渲染的艺术表现与技术实现手段已经十分成熟完善，足以达到以假乱真的程度。此时，另一种非真实感渲染风格的三维动画也已逐渐崛起，并在艺术家的手中焕发新的生机。非真实感渲染是三维动画中与真实感渲染相对的画面效果和创作技法。它并不追求具有照片般真实感的图像，而是研究传统手绘风格的画面效果。近年来，在全球各地艺术家们的共同努力下，形式多样的非真实感渲染三维动画如雨后春笋般出现，如水墨动画、钢笔动画、插画动画、水彩动画等。本论文从艺术与技术结合的角度，结合笔者创作实践，对水彩画风格的三维动画非真实感渲染进行研究，试验并总结出了表面散布建模与顶点绘制材质相结合的标准制作工艺。将这一工艺运用到短片《寻路驯鹿》的实践创作中，针对角色和场景的不同特征对标准工艺进行改良变化，衍生出了新的表现形式。三维动画非真实感渲染是传统艺术回归与现代技术发展结合的产物。三维技术的应用，有效的提升了传统动画的制作效率，降低了生产成本。将传统绘画与动画视听语言结合，也促进了三维动画艺术风格的多元化。随着技术的发展和创作经验的丰富，三维动画非真实感渲染技术已经在建筑、医学、生物等非动画领域实现了有效的应用。艺术家们对于它孜孜不倦的研究也将推动数字艺术的进一步发展。

关键词：动画三维动画非真实感渲染

基于下限树最近邻居搜索的非真实感渲染算法研究与实现

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基于下限树最近邻居搜索的非真实感渲染算法研究与实现

作者：陈晓帆华南理工大学

学位级别：硕士

作为与真实感渲染相对应的一种图形学绘制技术,非真实感渲染追求对艺术风格的模拟和再现。从上世纪90年代至今,非真实感渲染作为图形学的一个独立分支得到了迅速发展。设计的范围也不再是单纯的计算机辅助艺术绘制,还涉及到电影、教育... 详细信息

作为与真实感渲染相对应的一种图形学绘制技术,非真实感渲染追求对艺术风格的模拟和再现。从上世纪90年代至今,非真实感渲染作为图形学的一个独立分支得到了迅速发展。设计的范围也不再是单纯的计算机辅助艺术绘制,还涉及到电影、教育、游戏娱乐、卡通动画等行业。过往的非真实感图形绘制研究,大多采用先建立画刷模型,然后按照给定的框架和方向进行绘制的方法。虽然这些方法可以得到不错的绘制效果,但需要较多的交互工作,对不熟悉艺术绘画的用户来说,要调试出具有较好视觉效果的风格很困难。 Hertzmann等人提出的基于类推学习的绘制算法,是一种自动绘制艺术风格的非真实感渲染方法。该方法学习样例图片的艺术风格,把这种艺术风格应用到新的实例中。基于类推学习的自动化艺术绘制算法以多个领域的技术为基础,包括非真实感渲染,机器学习和纹理合成等。本文首先对相关领域的技术进行研究,包括非真实感渲染,机器学习,纹理合成等。然后详细分析Hertzmann算法的原理和过程。针对算法中的不足,采取基于下限树的最近邻居搜索算法,对Hertzmann算法中的匹配搜索方法进行改进。通过快速搜索精确的匹配点,提高艺术绘制的效果。最后设计并建立系统,实现改进前后的算法。通过实验,展示算法改进前后的绘制成果和绘制效率。

关键词：非真实感渲染机器学习纹理合成最近邻居搜索

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基于语义信息提取的卡通非真实感渲染

现代计算机 2019年第36期25卷 82-86,91页

作者：张诚四川大学计算机学院

针对目前计算机图形学领域中,卡通渲染算法依然局限在对个别手绘卡通作品逐案例的模仿的问题,开发一套由多个算法组成的解决方案,包括一个新的非真实渲染算法,以及一套流程,能够通过对目标卡通图片的语义信息提取与进一步分析,自动生成... 详细信息

针对目前计算机图形学领域中,卡通渲染算法依然局限在对个别手绘卡通作品逐案例的模仿的问题,开发一套由多个算法组成的解决方案,包括一个新的非真实渲染算法,以及一套流程,能够通过对目标卡通图片的语义信息提取与进一步分析,自动生成符合目标图片艺术风格的渲染参数,从而在三维渲染上实现完全自动的二维卡通风格模仿。

关键词：计算机图形学非真实感渲染卡通

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实时像素化非真实感渲染方法

计算机科学与应用 2023年第12期13卷 2387-2398页

作者：侯建峰刘端烨谢含纳陈立哲石文杰北方工业大学信息学院北京

传统像素化的非真实感渲染方法,大多存在操作复杂,需要手动调节众多参数,时间复杂度极高等相关问题。针对以上问题,本文提出了一种高性能实时像素化非真实感渲染方法,该方法首先设计光照模型,随后通过边缘检测提取出目标对象的边缘,进... 详细信息

传统像素化的非真实感渲染方法,大多存在操作复杂,需要手动调节众多参数,时间复杂度极高等相关问题。针对以上问题,本文提出了一种高性能实时像素化非真实感渲染方法,该方法首先设计光照模型,随后通过边缘检测提取出目标对象的边缘,进行插值计算对图像做像素化处理,最后将光照模型效果与抖动效果处理相结合,进行抖动风格化效果实时渲染,实验表明本文提出的高性能实时像素化非真实感渲染方法与传统的像素化方法相比,降低了计算的时间复杂度,简化了调节步骤,提升了渲染效果。

关键词：非真实感渲染像素实时渲染