[发明专利]烟熏效果真实感模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及烟熏效果真实感模拟方法。

背景技术

烟熏效果真实感模拟是一种基于计算机处理图像的技术，使其呈现出由于烧火、燃灯、上香、焚烧等多种原因导致的烟熏效果，可以对壁画、油画等艺术品进行模拟，在艺术品虚拟修复、数字艺术创作等领域具有重要的理论研究和实际应用价值。

目前，烟熏效果真实感模拟主要包括以下两种方法(以对壁画烟熏效果真实感模拟为例)：

第一种方法是使用PhotoShop等图像软件进行烟熏效果真实感模拟，其核心是在正常图像的图层上覆盖一层烟熏图层。基本流程：首先，选择烟熏区域；然后，新建图层1，设置前景色为灰色，设置合适的“羽化半径”进行羽化，使烟熏区域内外过渡自然，同时在图层面板中将“混合模式”设置为“颜色加深”，根据情况调整不透明度；随后，复制图层1作为图层2，将“混合模式”设置为“正片叠底”，根据情况设置不透明度；最后，选择菜单中的“图像—>调整—>色相/饱和度”，根据需要进行调节即可模拟出烟熏效果。

第二种方法是使用火灾模拟软件进行烟熏图痕模拟，其核心是模拟火灾发生过程，结束后从现场截取烟熏区域的图像。最常用的火灾模拟软件是FDS(Fire Dynamics Simulator，火灾动态模拟器)，基本流程：首先，设置火灾区域尺寸，放置建筑材料和室内物品；然后，设置起火点，开始火灾模拟；最后，根据燃烧情况停止火灾模拟，截取所需区域的烟熏痕迹。

但是上述两种方法进行烟熏效果模拟都存在缺陷，具体如下：

(1)适用范围受限：第一种方法缺乏理论基础，目前只在虚拟烟熏妆方面有应用，但是烟熏壁画与烟熏妆并不完全相同，所以采用该方法无法反映烟雾颗粒附着在壁画表面后呈现出来的真实效果。第二种方法虽然建立在烟雾运动及附着理论基础之上，但生成的烟熏壁画是在壁画遭受火灾破坏后再截取烟熏痕迹得到的结果，火灾既不是烟熏壁画的主要成因，又不是唯一成因，烟熏壁画除了火灾还有上香等成因，所以该方法进行烟熏模拟的适用性极其有限。

(2)不符合真实情况：第一种方法生成的烟熏区域通过羽化操作完成，导致其烟熏强度从中心到边缘逐渐减弱，但实际情况下烟熏区域的烟熏强度分布并不规则，因此，该方法无法精确描述实际情况下的烟熏强度分布，无法得到具有较高真实感的烟熏效果。第二种方法一般用于火灾模拟及成因分析，在模拟过程中采用从蓝到红的连续颜色表示烟雾分布强弱，该方法的生成结果是用于描述烟垢分布特征的烟痕，实质是火灾模拟场景中的一个截面，其表面色彩也是从蓝到红连续颜色的子集，因此，该方法生成结果的色彩不符合烟熏壁画的真实状况。

(3)操作过程繁琐且不易掌握：这两种方法都需要设置大量参数，而且参数之间还存在诸多关联，第二种方法还需要根据实际情况设计和搭建火灾现场，操作起来比较繁琐，需要操作者具备一定的经验和技巧，不易掌握。

综上所述，现有技术对壁画等艺术品进行烟熏效果模拟时存在真实感较差的缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提高烟熏效果模拟的真实感。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了烟熏效果真实感模拟方法，包括：

S1、在HSV图像中选择烟熏区域，所述烟熏区域中任一点的亮度衰减因子为水平方向亮度衰减因子和竖直方向亮度衰减因子的乘积；

S2、通过交互调节水平方向亮度衰减因子和竖直方向亮度衰减因子的值来改变所述烟熏区域的亮度；

S3、判断烟熏区域的亮度是否达到预期的烟熏效果，如果达到则停止，否则对所述烟熏区域重复步骤S1～S3的操作，直到达到为止。

可选的，所述步骤S1之前还包括：

将图像在RGB颜色空间的数组转换为HSV颜色空间的数组，得到HSV图像。

可选的，所述步骤S2之前还包括：

初始化水平方向亮度衰减因子和竖直方向亮度衰减因子，使其在任意点处的值均为1，相应的水平方向亮度衰减调节曲线和竖直方向亮度衰减调节曲线均为直线。