[发明专利]一种三维场景的彩铅风格处理方法

摘要

本发明公开了一种三维场景的彩铅风格处理方法，包括以下步骤：步骤1，导入三维场景模型，输入参数；步骤2，提取三维场景轮廓：提取三维场景的外轮廓线以及由曲率变化导致的内轮廓线，使用随光照变化的阈值模拟实际绘画中轮廓线的粗细变化；步骤3，生成排线：根据输入参数自动生成排线并存储；步骤4，生成纸纹：根据输入参数，生成纸纹；步骤5，实现排线动态效果：实时获取摄像机的平移、旋转以及缩放参数，对三维场景模型进行真实感渲染，对渲染结果采样得到排线的实时颜色参数，计算排线的参数变化并显示；步骤6，生成彩铅效果：将步骤5得到的排线结合步骤2得到的三维场景轮廓以及步骤4得到的纸纹，合成最终效果。

主权项

1.一种三维场景的彩铅风格处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，导入三维场景模型，输入参数；步骤2，提取三维场景轮廓：提取三维场景的外轮廓线以及由曲率变化导致的内轮廓线，使用随光照变化的阈值模拟实际绘画中轮廓线的粗细变化；步骤3，生成排线：根据输入参数自动生成排线并存储；步骤4，生成纸纹：根据输入参数，生成纸纹；步骤5，实现排线动态效果：实时获取摄像机的平移、旋转以及缩放参数，对三维场景模型进行真实感渲染，对渲染结果采样得到排线的实时颜色参数，计算排线的参数变化并显示；步骤6，生成彩铅效果：将步骤5得到的排线结合步骤2得到的三维场景轮廓以及步骤4得到的纸纹，合成最终效果；步骤1包括：导入包含材质和纹理信息的三维场景模型文件，在三维场景模型中加入点光源，使用OpenGL对三维场景模型进行实时渲染，渲染绘制区域称为画布，绘制过程获得三维场景模型的颜色缓存、法向图缓存及深度图缓存；输入参数包括：排线大小参考值S、排线间隔参考值I、排线方向参考值D、排线透明度参考值A、排线大小抖动值SJitter、排线水平方向位置抖动值XJitter、排线竖直方向位置抖动值YJitter、排线方向抖动值DJitter、排线透明度抖动值AJitter、透明度渐变模式、画布中排线起始和终止位置、轮廓线阈值Ta和Tb、噪声频率f、噪声振幅系数p、要生成的纸纹大小及粗糙程度参数、画布大小参数；步骤2包括以下步骤：步骤2‑1，提取三维场景模型的外轮廓线：当视线角度与三维场景模型上点的法向夹角的余弦值小于一定阈值时，判定该点是轮廓，该阈值为函数Ta+(Tb‑Ta)*Tp的取值，其中Ta为阈值下限，Tb为阈值上限，Tp为百分比差值，Ta、Tb和Tp的取值范围为[0,1]，Tp值为三维场景模型上点的法向与光照方向夹角余弦值的绝对值，计算结果使得三维场景模型点的法向平行于光照方向时阈值取最大值，垂直于光照方向时阈值取最小值；步骤2‑2，提取三维场景模型的内轮廓线：当三维物体网格的曲率变化时会呈现出内轮廓线，此时采用提取暗示轮廓线的方法提取三维场景模型的内轮廓线；步骤2‑3，对提取的外轮廓线和内轮廓线应用多重采样抗锯齿消除锯齿效果，使轮廓线的显示更平滑。