專利名稱：虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及虛擬繪制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
在虛擬繪制中為了達(dá)到真實(shí)的水墨擴(kuò)散效果，需要在宣紙模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行水墨擴(kuò)散的仿真。水墨是由微小粒子構(gòu)成的，它們以宣紙作為載體，在宣紙細(xì)胞中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在國(guó)夕卜 Kunii 等在文獻(xiàn)，，Tosiyasu L. Kunii, G. V. Nosovskij, T. Hayashi. A Diffusion Modelfor Computer Animation of Diffuse Ink Painting [J]. Computer Animation, 1995，，中提出水墨擴(kuò)散是由水?dāng)U散開始的，水粒子的擴(kuò)散帶動(dòng)墨粒子在相鄰紙細(xì)胞之間運(yùn)動(dòng)，并闡述了深色擴(kuò)散區(qū)和淺色擴(kuò)散區(qū)以及擴(kuò)散邊界的產(chǎn)生原理。Zhang等在文獻(xiàn)”Zhang Qing7SatoYouetsu, Takahashi Jun Ya, et al. Simple Cellular Automation-Based Simulation ofInk Behavior and Its Application to Suibokuga-Like 3D Rendering of Trees[J].The Journal of Visualization and Computer Animation, 1999,19 (I) ” 中提出一種基于宣紙細(xì)胞的自動(dòng)計(jì)算模型來仿真水粒子和墨粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法。國(guó)內(nèi)的研究成果主要體現(xiàn)在在水墨擴(kuò)散算法研究方面，提出了吸水力平衡算法、偽布朗運(yùn)動(dòng)算法、交換臨界值算法等。在此基礎(chǔ)上 Young 等在文獻(xiàn)”J. T. Lee. Simulating Oriental Black-Ink Painting [J].IEEE Computer Graphics and Applications, 1999,19 (3) ” 中提出用局部平衡算法和三層宣紙模型來仿真水墨擴(kuò)散，取得較好的仿真效果。綜合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，在虛擬繪制的水墨擴(kuò)散仿真中存在淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度呈現(xiàn)均勻分布的局限，無法反映真實(shí)的水墨擴(kuò)散情況，降低了水墨擴(kuò)散仿真效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有虛繪制方法中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度呈現(xiàn)均勻分布的局限，本發(fā)明提出了虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法。該方法在虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)內(nèi)引入墨濃度衰變度參數(shù)，掲示了淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度變化規(guī)律，給出了淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算公式，增強(qiáng)了虛擬繪制中水墨擴(kuò)散仿真效果。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法，包括下述步驟(I)計(jì)算深色擴(kuò)散區(qū)墨濃度在虛擬繪制中，水墨擴(kuò)散區(qū)分為深色擴(kuò)散區(qū)和淺色擴(kuò)散區(qū)。深色擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散范圍為圓形區(qū)域，半徑為L(zhǎng)1，単位為紙?jiān)呴L(zhǎng)；淺色擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散范圍為深色擴(kuò)散區(qū)周圍的圓環(huán)區(qū)，其寬度為L(zhǎng)2，單位為紙?jiān)呴L(zhǎng)。深色擴(kuò)散區(qū)內(nèi)墨濃度用Θ s表示，在深色擴(kuò)散區(qū)內(nèi)，墨濃度對(duì)顯示效果的影響較小。假設(shè)深色擴(kuò)散區(qū)的墨濃度呈均勻分布。 Θ深的計(jì)算如公式(I)所示
權(quán)利要求
1. 一種虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法，其特征包括如下步驟(1)計(jì)算深色擴(kuò)散區(qū)墨濃度在虛擬繪制中，水墨擴(kuò)散區(qū)分為深色擴(kuò)散區(qū)和淺色擴(kuò)散區(qū)；深色擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散范圍為圓形區(qū)域，半徑為L(zhǎng)1，単位為紙?jiān)呴L(zhǎng)；淺色擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散范圍為深色擴(kuò)散區(qū)周圍的圓環(huán)區(qū)，其寬度為L(zhǎng)2，單位為紙?jiān)呴L(zhǎng)；深色擴(kuò)散區(qū)內(nèi)墨濃度用Θ s表示；假設(shè)深色擴(kuò)散區(qū)的墨濃度呈均勻分布；θ 的計(jì)算如公式(I)所示θ深=M深墨/M深⑴Mss為深色擴(kuò)散區(qū)墨粒子量，Ms*深色擴(kuò)散區(qū)水墨粒子量；(2)引入墨濃度衰變度參數(shù)將淺色擴(kuò)散區(qū)等分為η個(gè)寬度為d的圓環(huán)區(qū)，d=ム;每個(gè)圓環(huán)區(qū)內(nèi)部的墨濃度呈均勻分布，相鄰兩個(gè)圓環(huán)區(qū)的墨濃度產(chǎn)生衰減，引入墨濃度衰變度參數(shù)λ，第i個(gè)圓環(huán)區(qū)的墨濃度計(jì)算如公式(2)所示θ = Θ 深 X (I- λ )(2)其中η為正整數(shù)，I ^ i ；(3)計(jì)算淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度衰變度設(shè)第I圓環(huán)區(qū)內(nèi)的墨粒子量為Hi1，第2圓環(huán)區(qū)內(nèi)的墨粒子量為m2，以此類推，第η圓環(huán)區(qū)內(nèi)的墨粒子量為mn ；mi, m2,……，1^滿足如下關(guān)系式，其中N為單個(gè)紙?jiān)娣e；由此推導(dǎo)出mn的計(jì)算公式為= W+叫2-ボι+(ト丨)x 奶 χ/χ% χ(1 _.A),(3)η個(gè)圓環(huán)區(qū)墨粒子的總和即為淺色擴(kuò)散區(qū)的墨粒子量MssHi1+m2+......+mn = M 淺墨(4)由此計(jì)算出淺色擴(kuò)散區(qū)的墨濃度衰變度入；(4)計(jì)算淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度將λ的值代入公式(2)，即可求得淺色擴(kuò)散區(qū)第i個(gè)圓環(huán)區(qū)內(nèi)的墨濃度計(jì)算公式Θ=Θ 深 Χ(1_λ)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬繪制中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法，屬于虛擬繪制技術(shù)領(lǐng)域，擴(kuò)散區(qū)分為深色擴(kuò)散區(qū)和淺色擴(kuò)散區(qū)，將淺色擴(kuò)散區(qū)劃分為寬度相等的圓環(huán)區(qū)，引入墨濃度衰變度參數(shù)，給出了淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度計(jì)算方法，包括計(jì)算深色擴(kuò)散區(qū)墨濃度、計(jì)算淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度衰變度、計(jì)算淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度等步驟，從而得到淺色擴(kuò)散區(qū)某個(gè)圓環(huán)區(qū)的墨濃度。該方法揭示了淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度變化規(guī)律，克服了現(xiàn)有虛繪制方法中淺色擴(kuò)散區(qū)墨濃度呈現(xiàn)均勻分布的局限，增強(qiáng)了虛擬繪制中水墨擴(kuò)散仿真效果。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102831291SQ20121023577
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者侯增選, 郭超, 孫景華, 趙寧, 劉文慧, 李少武, 李萬杰, 張邦磊 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)