层次素描纹理的素描画绘制方法初探

李韶恒济宁技师学院

层次素描纹理的素描画绘制方法初探

李韶恒
济宁技师学院

现在的计算机NPR技术，也就是我们通常所说的非真实感的素描绘制技术，对于实现具备层次素描纹理的素描画的绘制方式的呈现效果和那种手绘风格的素描画之间有着一定的差别，它设计出一种可以产生层次素描纹理效果的素描画绘制方式，还把自身和多像素的宽边缘线条相融，形成了这种有着层次素描纹理感觉的素描作品。对于这种素描画的绘制过程中，需要我们对原始图进行去噪和增强等预先的处理，然后再用微分算子去提取出多像素宽边缘线条的轮廓，经过膨胀与腐蚀方式的处理把结果进行相减，产生多层次的双边线条轮廓，以运动模糊的方法对得到的多层次双边线条轮廓进行处理，使其出现层次素描纹理，最后再令边缘与素描的纹理进行相互融合，就可以得到这种具有层次素描纹理效果的素描画，运用这种方式制作的素描作品的呈现效果会更加接近手绘素描的作品风格。

层次素描纹理；素描画绘制；方法初探

1　引言

为了避免常规的铅笔画所生成的算法运用中对于画面分割方面的限制，我们提出了一种在纹理和边缘轮廓的基础之上的铅笔素描的自动生成算法。计算机绘制图画的方式在二十世纪出现至今，追求绘制效果的真实感觉就一直是计算机图形绘制的主要目标。这种追求真实性的图画绘制技术通过对数学、物理、计算机技术以及其它学科的理论知识的综合运用过程中，最终计算机制图设备中产生了具备真实感绘制效果的图画，它犹如照片般在计算机上重现出极具真实性的现实场景。伴随着人们对于更强真实效果的不断追求与探索，人们越来越倾向于手绘风格的绘制技术，也就是NPR。本文通过素描画的风格与特点，以模拟手绘的方法进行绘制，来创作出更加接近手绘素描风格的层次素描纹理效果。

2　层次素描纹理类型素描的绘制方式

2.1对算法的思想设计

素描画的艺术手段在于对光线与阴影的体现，在其艺术特征方面，形体和色调是它的最基本语言。轮廓指的是画中所形成的不同空间状态，即素描形体，而色调则是素描画中不同形体区域间的内外明暗度的变化，这两者共同形成了素描的基础造型。同时，光线与阴影是构成素描形体的关键因素，它们与色彩和亮度相互对应，所以，在素描画的艺术创作中，表达色彩和亮度要与表达光线和阴影之间有着本质的关联。其中，对算法的设计思想要体现出两个方面的特点，第一个是关于线条轮廓绘制的生成，这是绘制素描画的重中之重。第二个是素描层次纹理绘制生成，它也是素描绘制的主要环节。通过这种方式绘制出的素描会更加接近手绘效果，使得画面的线条轮廓有着笔画的特征。

2.2对算法设计的实现

在对素描画面进行预处理之前，要先提取出彩色画面的RGB分量，然后在保留住RGB分量的同时把彩色画面转化成灰度图像，之后对这两者再进行先前的处理，最终可以做出灰度素描画面以及RGB分量合并之后的彩色素描画。在对算法设计的整体框架上，首先要依据原始的画面图来形成白噪声，与此同时得到它的向量场，之后把这两者当做LIC的输出，生成原始画面的纹理图像，然后经过HBF滤波器生成原始画面的具体轮廓，最后再把原始画面的纹理图和轮廓进行叠加，最终呈现出铅笔手绘风格的素描画效果。这种算法与以前的算法相比较，关键是在白噪声以及向量场的生成方面进行了改进，使得由此生成的纹理更加丰富。而且，这种算法的设计没有利用常用的分割和检测边缘的途径去获取原始画面的轮廓，却通过分析主成分的方法以及对滤波器的高频提升来得到原始画面的边缘，这样会使得所生成的素描画效果会更加的清晰与真实。

2.3对素描画绘制效果的分析与研究

对于我们通过上述方法所绘制的具有层次素描纹理的素描作品，我们能够通过对图像分辨率的调整，去调节素描图像的最终呈现效果。在对RGB分量进行处理之后，继续对其进行彩色画面的合成，这样所得到的素描图像可以明显地发现它的细节效果要比灰度图像更好。总之，通过上述方式所创作出的素描图像将更加具备层次素描的纹理，更加具有轮廓性，素描图像的纹理也会更加的活泼和生动，这些都使得素描画的绘制效果极其的接近于我们平时所见到的手绘素描风格。

现如今，很多的手绘风格绘制生成的算法都以图像画面的分割作为基础，而这种对于图像画面的分割问题十分的棘手，到目前为止都没有一个相对来说比较完美的用于图像画面分割的算法设计，所以，我们凭借对画面图像的分割所获取到的素描边缘轮廓总是达不到我们所期待的令人满意的结果，但是在手绘素描作品中，素描画面的边缘轮廓对于整体的效果有着很大的影响和作用。因此，我们必须抛开对图像画面分割不足的缺点，通过对素面图像本身信息的分析与研究来绘制出素描边缘轮廓，设计出一种以层次纹理和素描边缘轮廓为重要基础的手绘素描风格的计算机自动生成算法，去创作出更多具备更好的手绘风格特点素描画呈现效果的素描作品。另外，我们在一些小的存在瑕疵与不足的方面也要不断地进行改进与完善，例如素描背景画面和素描前景画面的统一处理方面，它会使得手绘素描构成瑕疵，还有光照对于素描作品的重要作用和影响也是需要我们加以重视与改进的问题。

3　总结

综上所述，我们依据手绘素描画的风格特点，通过借鉴已经存在的线条画与素描画的绘制方法，来提出具备层次素描纹理的素描画生成方式，创作出接近手绘素描画风格特点的最终图像。而且，对实验结论的分析与研究也表明，经过上述算法绘制出的以双向交叉密集线为层次素描纹理的素描作品，会更加接近手绘素描画的风格与特点，在有着多个双边轮廓线条基础上绘制出的素描纹理的色调会比较深，而且有利于显示出层次的感觉与效果，也会更加地接近手绘素描画面的风格。所设计的算法对大多数的图像都具备可行性，但是这种算法也有其自身的缺点，它对画面的质量要求会比较高，而且当灰度范围所接近的图片因为很难提取到灰度特征时，就会造成不能够对清晰边缘进行快速有效的提取，这样就不能够最终获得我们想要的接近手绘风格的具备层次素面纹理的素描作品。

[1]李智慧，范铁生，唐春鸽.具有层次素描纹理的素描画绘制方法.《计算机应用》.2012年10期

[2]莫晓斐，丁友东.利用形体特征的铅笔素描画生成.《中国图象图形学报》.2013年2期

李韶恒（1983-），女，汉族，山东省济宁人，学历：本科，单位：济宁技师学院，职称：助理讲师，研究方向：美术。