[发明专利]一种生成实时山水画特征线条以及适当渲染的方法

摘要

本发明公开了一种生成实时山水画特征线条以及适当渲染的方法，该方法至少包括如下步骤：步骤1：通过对地形的分析，得到实时的地形特征线，并着色显示。步骤2：通过对地形特征要素的分析，利用所得数据进行加工，增强地形特征线的效果并对图像进行适当渲染。本发明基于真实地形模拟山水画线条以及渲染效果，可实时提取山水画的特征线条，且基于栅格图像的特性，可得到水墨画的线条边缘仿真效果。本发明不仅效果逼真，而且生成效率高，本发明可应用于水墨数字动画的制作中，山体多变，且三维可视，提高了动画制作效率。

主权项

1.一种生成实时山水画特征线条以及适当渲染的方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：步骤1：通过对地形的分析，得到实时的地形特征线，并着色显示；步骤1至少包括如下分步骤：步骤1.1：获取DEM：获得所需地区的数字高程模型；步骤1.2：计算法线向量：根据DEM，遍历每一个点，利用每一个点周围3个点确定的平面计算平面的法线向量，算作当前点的法线向量；步骤1.3：得到山体特征线：每一个点的法线向量代表着这个点所在平面的指向，参照山体的旋转角度，选取指向当前山体两侧一定范围内的向量的点，进行着色，即可得到山的实时的特征线，同时也可以通过设置选取两侧点的角度阈值，对线条进行宽度和密度的改变；步骤2：通过对地形特征要素的分析，利用所得数据进行加工，增强地形特征线的效果并对图像进行适当渲染；步骤2至少包括如下分步骤：步骤2.1：求坡向：根据DEM数值，遍历每一个点，进行3×3窗口分析，利用三阶反距离平方权差分，求得每一个点的坡向值；dz/dx＝((c+2f+i)‑(a+2d+g)/(8*x_cell_size))dz/dy＝((g+2h+i)‑(a+2b+c)/(8*y_cell_size))aspect＝57.29578*atan2([dz/dy],‑[dz/dx])；步骤2.2：求坡向的坡度slope：对DEM的坡向值求其坡度值A；dz/dx＝((c+2f+i)‑(a+2d+g)/(8*x_cell_size))dz/dy＝((g+2h+i)‑(a+2b+c)/(8*y_cell_size))slope＝57.29578*atan([dz/dy]^2+[dz/dx]^2)；步骤2.3：对DEM取反：用不小于DEM的最高值的值减去原有DEM；步骤2.4：对反向的DEM重复步骤2.1和步骤2.2，得到反向DEM坡向的坡度值B；步骤2.5：求地形坡向的变化率：利用计算式：(A+B‑abs(A‑B))/2，削减误差值，得到地形坡向的变化率，地形坡向的变化率较大的区域对应山体山脊山谷的区域，通过设定变化率的范围，模拟阴影区域；步骤2.6：得到渲染部分：根据渲染线条密度的需求，设置阈值，所得结果对法线向量所得特征线进行渲染，完善国画的效果。